«МАТИ-РГТУ им. К.Э.Циолковского»

РЕФЕРАТ

По дисциплине : Химия

Тема: Марганец

Выполнил:

Студент 1 курса

дневного отделения

группы ? 2АВС-1ДБ-270

Бессонов Илья Игоревич

Научный руководитель:

Евдокимов Сергей Васильевич

Москва 2013

Содержание :

1)Расположение в таблице Д.И.Менделеева.

2)История открытия

3)Распространенность в природе

4)Получение

5)Физические свойства

6)Химические свойства

7)Применение в промышленности

8)Биологическая роль и содержание в живых организмах

9)Интересные факты.

2

Расположение в таблице Д.И.Менделеева

Марганец—элемент (побочной подгруппы) седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25.

История открытия

Один из основных минералов марганца—пиролюзит— был известен в древности как чёрная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью магнитного железняка, а тот факт, что он не притягивается магнитом, Плиний Старший объяснил женским полом черной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 г. шведский химик К. Шееле показал, что в руде содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику Ю. Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» (от немецкого Manganerz — марганцевая руда).

Распространенность в природе

Марганец — 14-й элемент по распространённости на Земле, а после железа — второй тяжёлый металл, содержащийся в земной коре(0,03 % от общего числа атомов земной коры). Весовое количество марганца увеличивается от кислых (600 г/т) к основным породам (2,2 кг/т). Сопутствует железу во многих его рудах, однако встречаются и самостоятельные месторождения марганца. В чиатурском месторождении (район Кутаиси) сосредоточено до 40 % марганцевых руд. Марганец, рассеянный в горных породах вымывается водой и уносится в Мировой океан. При этом его содержание в морской воде незначительно (10?7—10?6%), а в глубоких местах океана его концентрация возрастает до 0,3 % вследствие окисления растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO2·xH2O) и опускается в нижние слои океана, формируя так называемые железо-марганцевые конкреции на дне, в которых количество марганца может достигать 45 % (также в них имеются примеси меди, никеля,кобальта). Такие конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности.

3

пиролюзит MnO2·xH2O, самый распространённый минерал (содержит 63,2 % марганца);

• манганит (бурая марганцевая руда) MnO(OH) (62,5 % марганца);

• браунит 3Mn2O3·MnSiO3 (69,5 % марганца);

• гаусманит (MnIIMn2III)O4;

• родохрозит (марганцевый шпат, малиновый шпат) MnCO3 (47,8 % марганца);

• псиломелан mMnO • MnO2 • nH2O (45-60 % марганца).

Получение

1.Алюминотермическим методом, восстанавливая оксид Mn2O3, образующийся при прокаливании пиролюзита:

1. 

2. 

3. 2.Восстановлением железосодержащих оксидных руд марганца коксом. Этим способом в металлургии обычно получают ферромарганец (?80 % Mn).

4. 3.Чистый металлический марганец получают электролизом

Физические свойства и Химические свойства

Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой.Температура кипения марганца около 2080°C.

Марганец - серебристо-белый металл, плотность его 7,2 г/см³. Он твердый и хрупкий, при 1260 град. На воздухе металл покрывается пестрыми пятнами оксидной пленки, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. С железом марганец образует сплавы с любым соотношением компонентов (ферромарганец).

Марганец образует различные соединения, в которых проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6 и +7. Соединения марганца с другими степенями окисления малохарактерны и встречаются очень редко.

При взаимодействии металлического марганца с различными неметаллами образуются соединения марганца (II):

Мn + С2 = МnСl2 (хлорид марганца (II));

Mn + S = МnS (cулъфид марганца (II));

3 Мn + 2 Р = Мn3Р2 (фосфид марганца (II));

3 Mn + N2 = Мn3N2 (нитрид марганца (II)); 4

2 Mn + N2 = Мn2Si (силицид марганца (II)).

Марганец легко растворяется в кислотах - неокислителях с выделением водорода:

Мn + 2 НСl = МnСl2 + Н2;

Мn + Н2SO4 (разб.) = МnSO4 + Н2.

Он растворяется также в воде в присутствии соединений, дающих при гидролизе кислую реакцию:

Мn + 2 Н2О + 2 NН4Сl = МnСl2 + 2 NН4ОН + Н2.

Растворение марганца в кислотах - окислителях сопровождается выделением продуктов восстановления этих кислот:

Мn + 2 Н2SO4 (конц.) = МnSO4 + SO2 + 2 Н2О;

Мn + 4 НNО3 (конц.) = Мn(NО3)2 + 2 NО + 2 Н2О;

3 Мn + 8 НNО3 (разб.) = 3 Мn(NО3)2 + 2 NО2 + 4 H2О.

Марганец может восстанавливать многие оксиды металлов и поэтому используется в металлургии:

5 Мn + Nb2О5 = 5 MnО + 2 Nb;

3 Мn + Fе2О3 = 3 МnО + 2 Fе.