Mangan kao hemijski element. Interakcija sa drugima. Hemijska svojstva mangana

Hemija metala

Predavanje 2. Glavna pitanja koja se razmatraju na predavanju

Metali VIIB-podgrupe

Opšte karakteristike metala VIIB podgrupe.

Hemija mangana

Prirodna jedinjenja Mn

Fizička i hemijska svojstva metala.

Mn spojeva. Redox svojstva jedinjenja

Kratke karakteristike Tc i Re.

Izvršilac:

Događaj br.

Metali VIIB-podgrupe

opšte karakteristike

VIIB podgrupu čine d-elementi: Mn, Tc, Re, Bh.

Opisani su valentni elektroni opšta formula:

(n–1)d 5 ns2

Jednostavne supstance - metali, srebrno-siva,

mangan

teški, sa visokim tačkama topljenja, koji

porastu pri prelasku sa Mn na Re, tako da prema uskom

Topljivost Re je druga nakon W.

Greatest praktični značaj ima Mn.

tehnecijum

Elementi Tc, Bh – radioaktivni elementi, umjetni

direktno dobiveni kao rezultat nuklearne fuzije; Re-

rijetki element.

Elementi Tc i Re su sličniji jedni drugima nego

sa manganom. Tc i Re imaju stabilniji viši

oksidacijski panj, pa ovi elementi imaju a

Jedinjenja u oksidacionom stanju 7 su čudna.

Mn karakteriziraju oksidacijska stanja: 2, 3, 4,

stabilniji -

2 i 4. Ova oksidaciona stanja

pojavljuju u prirodnim spojevima. Najčešći

čudni Mn minerali: piroluzit MnO2 i rodohrozit MnCO3.

Jedinjenja Mn(+7) i (+6) su jaki oksidanti.

Mn, Tc, Re pokazuju najveću sličnost u visoko oksidativnom

cija, izražava se u kiseloj prirodi viših oksida i hidroksida.

Izvršilac:

Događaj br.

Viši hidroksidi svih elemenata VIIB podgrupe su jaki

kiseline sa opštom formulom NEO4.

U najvišem oksidacionom stanju, elementi Mn, Tc i Re su slični elementu glavne podgrupe hloru. Kiseline: HMnO4, HTcO4, HReO4 i

HClO4 su jaki. Elemente VIIB-podgrupe karakteriše primetno

značajnu sličnost sa svojim susjedima u seriji, posebno Mn pokazuje sličnost sa Fe. U prirodi, jedinjenja Mn su uvek u blizini jedinjenja Fe.

Margan

Karakteristična oksidaciona stanja

Valentni elektroni Mn – 3d5 4s2.

Najčešći stepeni

3d5 4s2

mangan

oksidacijske vrijednosti za Mn su 2, 3, 4, 6, 7;

stabilniji - 2 i 4. U vodenim rastvorima

oksidaciono stanje +2 je stabilno u kiselom, a +4 – u

neutralna, slabo alkalna i blago kisela sredina.

Mn(+7) i (+6) spojevi pokazuju jaka oksidirajuća svojstva.

Kiselinsko-bazni karakter Mn oksida i hidroksida prirodno je posljedica

varira u zavisnosti od oksidacionog stanja: u oksidacionom stanju +2, oksid i hidroksid su bazni, au najvišem oksidacionom stanju su kiseli,

Štaviše, HMnO4 je jaka kiselina.

U vodenim rastvorima, Mn(+2) postoji u obliku akvakacija

2+, što je zbog jednostavnosti označeno sa Mn2+. Mangan u visoki stepeni oksidacija je u rastvoru u obliku tetraoksoaniona: MnO4 2– i

MnO4 – .

Izvršilac:

Događaj br.

Prirodna jedinjenja i proizvodnja metala

Element Mn po obilju u zemljine kore među teškim metalima

ribolov prati željezo, ali je primjetno inferiorniji od njega - sadržaj Fe je oko 5%, a Mn - samo oko 0,1%. Mangan ima češći oksid-

ny i karbonat i rude. Najviša vrijednost imaju minerale: pirol-

lokacija MnO2 i rodohrozit MnCO3.

da dobije Mn

Pored ovih minerala, za dobijanje Mn koristi se hausmanit Mn3 O4

i hidratizirani psilomelan oksid MnO2. xH2 O. U rudama mangana sve

Mangan se uglavnom koristi u proizvodnji specijalnih vrsta čelika koji imaju visoku čvrstoću i otpornost na udarce. stoga,

nova količina Mn se dobija ne u čistom obliku, već u obliku feromangana

tsa - legura mangana i željeza koja sadrži od 70 do 88% Mn.

Ukupan obim godišnje svjetske proizvodnje mangana, uključujući i feromangan, iznosi ~ (10 12) miliona tona godišnje.

Da bi se dobio feromangan, ruda manganovog oksida se redukuje

sagorevaju ugalj.

MnO2 + 2C = Mn + 2CO

Izvršilac:

Događaj br.

Zajedno sa Mn oksidima redukuju se i Fe oksidi sadržani u rudi.

de. Za dobijanje mangana sa minimalnim sadržajem Fe i C, jedinjenja

Fe se prethodno odvaja i dobija se mešani oksid Mn3 O4

(MnO . Mn2 O3). Zatim se redukuje aluminijumom (piroluzit reaguje sa

Al previše olujno).

3Mn3 O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2 O3

Čisti mangan se dobija hidrometalurškom metodom. Nakon prethodnog dobijanja soli MnSO4, kroz rastvor Mn sulfata,

pusti unutra struja, mangan se reducira na katodi:

Mn2+ + 2e– = Mn0.

Jednostavna supstanca

Mangan je metal svetlo sive boje. Gustina – 7,4 g/cm3. Tačka topljenja – 1245O C.

Ovo je prilično aktivan metal, E (Mn

/ Mn) = - 1,18 V.

Lako se oksidira u kation Mn2+ u razrijeđenom stanju

kiseline.

Mn + 2H+ = Mn2+ + H2

Mangan se pasivira u koncentrovanom stanju

dušične i sumporne kiseline, ali kada se zagrije

Rice. mangan – se-

počinje da komunicira sa njima polako, ali

crveni metal, slicno

čak i pod uticajem tako jakih oksidacionih sredstava

za hardver

Mn ulazi u kation

Mn2+. Kada se zagreje, mangan u prahu reaguje sa vodom

oslobađanje H2.

Zbog oksidacije na zraku, mangan postaje prekriven smeđim mrljama,

U atmosferi kiseonika, mangan stvara oksid

Mn2 O3, a na višim temperaturama miješani oksid MnO. Mn2 O3

(Mn3 O4).

Izvršilac:

Događaj br.

Kada se zagrije, mangan reagira s halogenima i sumporom. Mn afinitet

sumpora više nego gvožđa, pa kada se čeliku dodaje feromangan,

sumpor rastvoren u njemu vezuje se za MnS. MnS sulfid se ne rastvara u metalu i odlazi u zguru. Čvrstoća čelika se povećava nakon uklanjanja sumpora, što uzrokuje lomljivost.

Na vrlo visokim temperaturama (>1200 0 C), mangan, u interakciji sa dušikom i ugljikom, stvara nestehiometrijske nitride i karbide.

Jedinjenja mangana

Jedinjenja mangana (+7)

Sva Mn(+7) jedinjenja pokazuju jaka oksidaciona svojstva.

Kalijum permanganat KMnO 4 – najčešća veza

Mn(+7). U svom čistom obliku, ova kristalna supstanca je tamna

ljubičasta boja. Kada se kristalni permanganat zagrije, on se raspada

2KMnO4 = K2 MnO4 + MnO2 + O2

Iz ove reakcije u laboratoriji možete dobiti

MnO4 anjon – boje trajne otopine

ganata u boji maline ljubičice. Na

površine u kontaktu sa rastvorom

Rice. KMnO4 otopina roze-

KMnO4, zbog sposobnosti permanganata da oksidira

ljubičasta boja

prelijte vodom, tanko žuto-braon

MnO2 oksidni filmovi.

4KMnO4 + 2H2 O = 4MnO2 + 3O2 + 4KOH

Da bi se usporila ova reakcija, koja se ubrzava na svjetlosti, pohranjuju se otopine KMnO4

nyat u tamnim bocama.

Prilikom dodavanja nekoliko kapi koncentrovanog

trilovana sumporna kiselina proizvodi permanganski anhidrid.

Izvršilac:

Događaj br.

2KMnO4 + H2 SO4 2Mn2 O7 + K2 SO4 + H2 O

Mn 2 O 7 oksid je teška uljasta tečnost tamnozelene boje. Ovo je jedini metalni oksid koji u normalnim uslovima jeste

U tečnom je stanju (tačka topljenja 5,9 0 C). Oksid ima molekularnu

kularne strukture, vrlo nestabilna, eksplozivno se raspada na 55 0 C. 2Mn2 O7 = 4MnO2 + 3O2

Mn2 O7 oksid je vrlo jak i energičan oksidant. Mnogi ili-

ganske supstance se pod njegovim uticajem oksidiraju do CO2 i H2O. Oksid

Mn2 O7 se ponekad naziva hemijskim šibicama. Ako se staklena šipka navlaži u Mn2 O7 i dovede do alkoholne lampe, ona će se upaliti.

Kada se Mn2O7 otopi u vodi, nastaje permanganska kiselina.

Kiselina HMnO 4 je jaka kiselina, postoji samo u vodenoj vodi

nom rješenju, nije izolirano u slobodnom stanju. Kiselina HMnO4 se razgrađuje-

sa oslobađanjem O2 i MnO2.

Prilikom dodavanja čvrste alkalije u otopinu KMnO4 dolazi do formiranja

formiranje zelenog manganata.

4KMnO4 + 4KOH (k) = 4K2 MnO4 + O2 + 2H2 O.

Pri zagrijavanju KMnO4 s koncentriranom hlorovodoničnom kiselinom nastaje

Prisutan je gas Cl2.

2KMnO4 (k) + 16HCl (konc.) = 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2 O + 2KCl

Ove reakcije otkrivaju jaka oksidirajuća svojstva permanganata.

Proizvodi interakcije KMnO4 sa redukcionim agensima zavise od kiselosti rastvora u kojoj se reakcija odvija.

U kiselim otopinama nastaje bezbojni kation Mn2+.

MnO4 – + 8H+ +5e–  Mn2+ + 4H2 O; (E0 = +1,53 V).

Smeđi talog MnO2 precipitira iz neutralnih rastvora.

MnO4 – +2H2 O +3e–  MnO2 + 4OH– .

U alkalnim rastvorima nastaje zeleni anjon MnO4 2–.

Izvršilac:

Događaj br.

Kalijum permanganat u industriji se dobija ili iz mangana

(oksidirajući ga na anodi u alkalnoj otopini) ili iz piroluzita (MnO2 je pre-

ključanjem oksidiraju u K2 MnO4, koji se zatim oksidira u KMnO4 na anodi).

Jedinjenja mangana (+6)

Manganati su soli sa anjonom MnO4 2– i imaju svijetlo zelenu boju.

MnO4 2─ anjon je stabilan samo u visoko alkalnoj sredini. Pod uticajem vode i, posebno, kiseline, manganati se disproporcionišu i formiraju jedinjenje

Mn u oksidacionim stanjima 4 i 7.

3MnO4 2– + 2H2 O= MnO2 + 2MnO4 – + 4OH–

Iz tog razloga, kiselina H2 MnO4 ne postoji.

Manganati se mogu dobiti spajanjem MnO2 sa alkalijama ili karbonatom

mi u prisustvu oksidacionog sredstva.

2MnO2 (k) + 4KOH (l) + O2 = 2K2 MnO4 + 2H2 O

Manganati su jaki oksidanti , ali ako su pogođeni

Ako koristite još jači oksidans, oni se pretvaraju u permanganate.

Disproporcionalnost

Jedinjenja mangana (+4)

– najstabilnije jedinjenje Mn. Ovaj oksid se javlja prirodno (mineral piroluzit).

MnO2 oksid je crno-smeđa supstanca sa vrlo jakim kristalima

kalna rešetka (isto kao rutil TiO2). Iz tog razloga, uprkos činjenici da MnO 2 oksid je amfoteričan, ne reaguje sa rastvorima alkalija i sa razblaženim kiselinama (baš kao TiO2). Rastvara se u koncentrovanim kiselinama.

MnO2 + 4HCl (konc.) = MnCl2 + Cl2 + 2H2 O

Reakcija se koristi u laboratoriji za proizvodnju Cl2.

Kada se MnO2 otopi u koncentrovanoj sumpornoj i dušičnoj kiselini, nastaju Mn2+ i O2.

Dakle, u veoma kiseloj sredini, MnO2 ima tendenciju da se transformiše u

Mn2+ kation.

MnO2 reaguje sa alkalijama samo u topinama sa stvaranjem mešavine

oksidi. U prisustvu oksidacionog agensa, manganati se formiraju u alkalnim topljenjima.

MnO2 oksid se koristi u industriji kao jeftino oksidaciono sredstvo. posebno, redoks interakcija

2 se raspada oslobađanjem O2 i stvaranjem

formiranje oksida Mn2 O3 i Mn3 O4 (MnO. Mn2 O3 ).

Mn(+4) hidroksid se ne izoluje, tokom redukcije permanganata i man-

ganat u neutralnim ili blago alkalnim sredinama, kao i tokom oksidacije

Mn(OH)2 i MnOOH, tamno smeđi precipitat hidratizira iz otopina.

nisko MnO2.

Mn(+3) oksid i hidroksid su osnovne prirode. Ove su solidne

smeđe, u vodi nerastvorljive i nestabilne supstance.

U interakciji s razrijeđenim kiselinama, one postaju neproporcionalne

reaguju, formirajući jedinjenja Mn u oksidacionim stanjima 4 i 2. 2MnOOH + H2 SO4 = MnSO4 + MnO2 + 2H2 O

Oni stupaju u interakciju s koncentriranim kiselinama na isti način kao

MnO2, tj. u kiseloj sredini se pretvaraju u kation Mn2+. U alkalnom okruženju lako oksidiraju na zraku u MnO2.

Jedinjenja mangana (+2)

U vodenim rastvorima, jedinjenja Mn(+2) su stabilna u kiseloj sredini.

Mn(+2) oksid i hidroksid su bazične prirode, lako rastvorljivi

otapa se u kiselinama da bi se formirao hidratizirani kation Mn2+.

MnO oksid je sivo-zeleno vatrostalno kristalno jedinjenje

(tačka topljenja – 18420 C). Može se dobiti razlaganjem automobila-

bonat u nedostatku kiseonika.

MnCO3 = MnO + CO2.

MnO se ne rastvara u vodi.

Izvršilac:

Izvršilac:

Događaj br.

Ovaj element, u obliku piroluzita (manganov dioksid, MnO2), koristili su praistorijski pećinski umjetnici u pećini Lascaux, Francuska, još prije 30.000 godina. U kasnijim vremenima u drevni Egipat proizvođači stakla koristili su minerale koji sadrže ovaj metal kako bi uklonili blijedo zelenkastu nijansu prirodnog stakla.

Odlične rude pronađeni su u regiji Magnezija u sjevernoj Grčkoj, južno od Makedonije, i tada je počela zabuna oko imena. Različite rude iz regiona koje su uključivale i magnezijum i mangan jednostavno su se zvale magnezijum. U 17. veku za minerale magnezijuma usvojen je termin magnesia alba ili beli magnezijum, dok se naziv crni magnezijum koristio za tamnije okside mangana.

Inače, poznati magnetni minerali otkriveni na ovim prostorima zvali su se magnezijum kamen, koji je vremenom postao današnji magnet. Zabuna se nastavila neko vrijeme sve dok, krajem 18. stoljeća, grupa švedskih hemičara nije došla do zaključka da je mangan poseban element. Godine 1774., član grupe predstavio je ove nalaze Stockholmskoj akademiji, a iste godine Johan Gottlieb Hahn je postao prva osoba koja je dobila čisti mangan i dokazala da je ovo poseban element.

Mangan - hemijski element, karakteristike mangana

To je težak, srebrno-bijeli metal koji polako tamni kada je izložen zraku. Tvrd i krhkiji od gvožđa, ima specifičnu težinu od 7,21 i tačku topljenja od 1244 °C. Hemijski simbol Mn, atomska težina 54,938, atomski broj 25. Kao dio formulačitati kao mangan, na primjer, KMnO 4 - kalijum mangan oko četiri. Ovo je vrlo čest element u stijenama, njegova količina se procjenjuje na 0,085% mase zemljine kore.

Postoji preko 300 različitih minerala koji sadrže ovaj element. Velika kopnena ležišta nalaze se u Australiji, Gabonu, Južna Afrika, Brazil i Rusija. Ali još više se nalazi na dnu okeana, uglavnom na dubinama od 4 do 6 kilometara, tako da njegovo vađenje tamo nije komercijalno održivo.

Oksidirani minerali gvožđa (hematit, magnetit, limonit i siderit) sadrže 30% ovog elementa. Drugi potencijalni izvor su naslage gline i crvenog mulja, koje sadrže nodule do 25%. Najčistiji mangan dobivene elektrolizom vodenih otopina.

Mangan i hlor su u grupi VII periodnog sistema, ali je hlor u glavnoj podgrupi, a mangan u sekundarnoj podgrupi, koja takođe uključuje tehnecijum Tc i renijum Ke - potpune elektronske analoge. Mangan Mn, tehnecijum Tc i renijum Ke su potpuni elektronski analozi sa konfiguracijom valentnih elektrona.

Ovaj element je prisutan u ne velike količine i u poljoprivrednim zemljištima. U mnogim legurama bakra, aluminija, magnezija, nikla, njegovi različiti postoci daju im specifična fizička i tehnološka svojstva:

  • otpornost na habanje;
  • otpornost na toplinu;
  • otpornost na koroziju;
  • topljivost;
  • električni otpor itd.

Valencija mangana

Oksidacijska stanja mangana su od 0 do +7. U dvovalentnom oksidacionom stanju, mangan ima izrazito metalni karakter i visoku sklonost stvaranju složene veze. Kod tetravalentne oksidacije prevladava posredni karakter između metalnih i nemetalnih svojstava, dok heksavalentne i sedmovalentne oksidacije pokazuju nemetalna svojstva.

oksidi:

Formula. Boja

Biohemija i farmakologija

Mangan je široko rasprostranjen element u prirodi i prisutan je u većini biljnih i životinjskih tkiva. Najveće koncentracije su pronađene:

  • u kori narandže;
  • u grožđu;
  • u bobicama;
  • u šparogama;
  • kod rakova;
  • kod puževa;
  • kod školjkaša.

Neki od većine važne reakcije u biologiji, fotosinteza, potpuno zavise od ovog elementa. To je zvijezda u reakcionom centru fotosistema II, gdje se molekuli vode pretvaraju u kisik. Bez toga je fotosinteza nemoguća.

Bitan je element u svim poznatim živim organizmima. Na primjer, enzim odgovoran za pretvaranje molekula vode u kisik tokom fotosinteze sadrži četiri atoma mangana.

Prosječno ljudsko tijelo sadrži oko 12 miligrama ovog metala. Svakog dana unosimo oko 4 miligrama hranom kao što su orasi, mekinje, žitarice, čaj i peršun. Ovaj element čini kosti skeleta izdržljivijim. Važan je i za apsorpciju vitamina B1.

Prednosti i štetna svojstva

Ovaj element u tragovima, ima veliku biološki značaj: Djeluje kao katalizator u biosintezi porfirina, a zatim hemoglobina kod životinja i klorofila u zelenim biljkama. Njegovo prisustvo je takođe neophodan uslov za aktivnost različitih mitohondrijalnih enzimskih sistema, nekih enzima metabolizma lipida i procesa oksidativne fosforilacije.

Pare ili voda za piće kontaminirana solima ovog metala dovode do iritativnih promjena u respiratornom traktu, kronične intoksikacije s progresivnom i ireverzibilnom tendencijom, koju karakterizira oštećenje bazalnih ganglija centralnog nervni sistem, a zatim ekstrapiramidni poremećaj sličan Parkinsonovoj bolesti.

Takva trovanja često ima profesionalni karakter. Pogađa radnike koji se bave preradom ovog metala i njegovih derivata, kao i radnike u hemijskoj i metalurškoj industriji. U medicini se koristi u obliku kalijevog permanganata kao adstringens, lokalni antiseptik, a također i kao protuotrov za alkaloidne otrove (morfij, kodein, atropin itd.).

Neka tla imaju nizak nivo ovog elementa, pa se dodaje u đubriva i daje kao dodatak ishrani životinjama na ispaši.

Mangan: primjena

U obliku čistog metala, s izuzetkom ograničene upotrebe u oblasti elektrotehnike, ovaj element nema druge praktične primjene, ali se u isto vrijeme široko koristi za pripremu legura, proizvodnju čelika itd.

Kada je Henry Bessemer izumio je proces proizvodnje čelika 1856. godine, njegov čelik je uništen vrućim valjanjem. Problem je riješen iste godine kada je otkriveno da dodavanje malih količina elementa u rastopljeno željezo rješava problem. Danas se, zapravo, oko 90% ukupnog mangana koristi za proizvodnju čelika.

Istina, empirijska ili gruba formula: Mn

Molekulska težina: 54.938

Mangan- element sekundarne podgrupe sedme grupe četvrtog perioda periodni sistem hemijski elementi D.I. Mendeljejeva sa atomskim brojem 25. Označava se simbolom Mn (latinski Manganum, manganum, u ruskim formulama čita se kao mangan, na primjer, KMnO 4 - kalijum mangan oko četiri). Jednostavna supstanca mangan (CAS broj: 7439-96-5) je srebrno-bijeli metal. Zajedno sa gvožđem i njegovim legurama, svrstava se u crne metale. Poznato je pet alotropskih modifikacija mangana - četiri sa kubnom i jedna sa tetragonalnom kristalnom rešetkom.

Istorija otkrića

Jedan od glavnih minerala mangana, piroluzit, bio je poznat u drevnim vremenima kao crni magnezijum i korišćen je u topljenju stakla da bi se osvetlio. Smatrala se vrstom magnetne željezne rude, a činjenicu da je ne privlači magnet Plinije Stariji je objasnio ženskim polom crne magnezije, prema kojoj je magnet “indiferentan”. Švedski hemičar K. Scheele je 1774. godine pokazao da ruda sadrži nepoznati metal. Uzorke rude poslao je svom prijatelju, hemičaru Yu. Ganu, koji je zagrijavanjem piroluzita sa ugljem u peći dobio metalni mangan. IN početkom XIX stoljeća, za njega je usvojen naziv "manganum" (od njemačkog Manganerz - manganova ruda).

Prevalencija u prirodi

Mangan je 14. najzastupljeniji element na Zemlji, a nakon gvožđa, drugi je teški metal koji se nalazi u zemljinoj kori (0,03% od ukupnog broja atoma u zemljinoj kori). Težina mangana raste od kiselih (600 g/t) do bazičnih stijena (2,2 kg/t). Prati željezo u mnogim svojim rudama, ali postoje i nezavisna nalazišta mangana. Do 40% ruda mangana je koncentrisano u ležištu Chiatura (regija Kutaisi). Mangan raspršen u stijenama ispire se vodom i prenosi u Svjetski okean. Štaviše, njegov sadržaj u morska voda neznatno (10−7-10−6%), a na dubokim mjestima okeana njegova koncentracija raste na 0,3% zbog oksidacije kisikom otopljenim u vodi sa stvaranjem u vodi netopivog mangan-oksida, koji je u hidratiziranom obliku (MnO2 xH2O) i ponire u niže slojeve okeana, formirajući takozvane željezo-manganske nodule na dnu, u kojima količina mangana može doseći 45% (sadrže i nečistoće bakra, nikla i kobalta). Takvi noduli mogu postati izvor mangana za industriju u budućnosti.
U Rusiji je to izrazito oskudna sirovina; poznata su sljedeća ležišta: „Usinskoye“ u Kemerovskoj oblasti, „Polunočnoje“ u Sverdlovskoj oblasti, „Porozhinskoye“ u Krasnojarskoj teritoriji, „Južno-Hinganskoe“ u Jevrejskoj autonomiji. Region, oblast „Rogačevo-Taininskaya” i „Severo-Taininskoye” polje na Novoj zemlji.

Minerali mangana

  • piroluzit MnO 2 xH 2 O, najčešći mineral (sadrži 63,2% mangana);
  • manganit (smeđa ruda mangana) MnO(OH) (62,5% mangana);
  • braunit 3Mn 2 O 3 ·MnSiO3 (69,5% mangana);
  • hausmanit (MnIIMn2III)O 4 ;
  • rodohrozit (manganova šparta, grimizna šparta) MnCO 3 (47,8% mangana);
  • psilomelan mMnO MnO 2 nH 2 O (45-60% mangana);
  • purpurit Mn 3 +, (36,65% mangana).

Potvrda

  • Aluminotermnom metodom redukcija oksida Mn 2 O 3 koji nastaje tokom kalcinacije piroluzita.
  • Redukcija ruda mangan oksida koje sadrže željezo koksom. Feromangan (~80% Mn) se obično dobija u metalurgiji ovom metodom.
  • Čisti metal mangan se dobija elektrolizom.

Fizička svojstva

Neka svojstva su prikazana u tabeli. Ostala svojstva mangana:

  • Radna funkcija elektrona: 4,1 eV
  • Koeficijent linearnog termičkog širenja: 0,000022 cm/cm/°C (na 0 °C)
  • Električna provodljivost: 0,00695 106 Ohm -1 cm -1
  • Toplotna provodljivost: 0,0782 W/cm K
  • Entalpija atomizacije: 280,3 kJ/mol na 25 °C
  • Entalpija topljenja: 14,64 kJ/mol
  • Entalpija isparavanja: 219,7 kJ/mol
  • Tvrdoća
    • Brinellova skala: Mn/m²
    • Mohsova skala: 4
  • Pritisak pare: 121 Pa na 1244 °C
  • Molarna zapremina: 7,35 cm³/mol

Hemijska svojstva

Karakteristična oksidaciona stanja mangana: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (oksidaciona stanja +1, +5 su nekarakteristična). Pasivira tokom oksidacije na vazduhu. Mangan u prahu gori u kiseoniku.
Kada se zagrije, mangan razlaže vodu, istiskujući vodonik. U tom slučaju nastali sloj mangan hidroksida usporava reakciju. Mangan apsorbuje vodonik, a sa povećanjem temperature raste njegova rastvorljivost u manganu. Na temperaturama iznad 1200 °C reagira sa dušikom, stvarajući nitride različitog sastava.
Ugljik reagira s rastopljenim manganom, formirajući Mn 3 C karbide i druge. Takođe stvara silicide, boride i fosfide. Mangan je stabilan u alkalnom rastvoru.
Mangan formira sledeće okside: MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, MnO 3 (nije izolovan u slobodnom stanju) i anhidrid mangana Mn 2 O 7.
Mn 2 O 7 u normalnim uslovima je tečna uljasta tvar tamnozelene boje, vrlo nestabilna; kada se pomeša sa koncentrovanom sumpornom kiselinom, zapali se organska materija. Na 90 °C Mn2O7 se eksplozivno raspada. Najstabilniji oksidi su Mn 2 O 3 i MnO 2, kao i kombinovani oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2, ili sol Mn 2 MnO 4). Kada se mangan(IV) oksid (piroluzit) spoji sa alkalijama u prisustvu kiseonika, nastaju manganati. Rastvor manganata ima tamno zelenu boju. Otopina postaje grimizna zbog pojave MnO 4 − anjona, a iz njega se taloži smeđi talog mangan (IV) oksid-hidroksida.
Manganova kiselina je vrlo jaka, ali nestabilna, ne može se koncentrirati na više od 20%. Sama kiselina i njene soli (permanganati) su jaki oksidanti. Na primjer, kalijev permanganat, ovisno o pH otopine, oksidira različite tvari, reducira se u jedinjenja mangana. različitim stepenima oksidacija. U kiseloj sredini - do jedinjenja mangana (II), u neutralnom okruženju - do jedinjenja mangana (IV), u jako alkalnoj sredini - do jedinjenja mangana (VI).
Kada se zagriju, permanganati se razgrađuju uz oslobađanje kisika (jedna od laboratorijskih metoda za proizvodnju čistog kisika). Pod uticajem jakih oksidacionih sredstava, ion Mn 2+ se transformiše u MnO 4 - ion. Ova reakcija se koristi za kvalitativno određivanje Mn 2+ (vidi odjeljak „Određivanje metodama hemijske analize“).
Kada se alkaliziraju otopine soli Mn(II), iz njih se taloži talog mangan(II) hidroksida, koji na zraku brzo postaje smeđi kao rezultat oksidacije. Detaljan opis reakcije, vidi odeljak „Određivanje metodama hemijske analize“.
Soli MnCl 3, Mn 2 (SO 4) 3 su nestabilne. Hidroksidi Mn(OH) 2 i Mn(OH) 3 su bazične prirode, MnO(OH) 2 je amfoteran. Mangan (IV) hlorid MnCl 4 je vrlo nestabilan, raspada se pri zagrijavanju, koji se koristi za proizvodnju hlora. Nulto oksidaciono stanje mangana se manifestuje u jedinjenjima sa σ-donorskim i π-akceptorskim ligandima. Tako je za mangan poznat karbonil sastava Mn 2 (CO) 10.
Poznata su i druga jedinjenja mangana sa σ-donorskim i π-akceptorskim ligandima (PF 3, NO, N 2, P(C 5 H 5) 3).

Industrijske primjene

Primjena u metalurgiji

Mangan u obliku feromangana koristi se za "deoksidaciju" čelika tokom njegovog topljenja, odnosno za uklanjanje kisika iz njega. Osim toga, veže sumpor, što također poboljšava svojstva čelika. Uvođenje do 12-13% Mn u čelik (tzv. Hadfield čelik), ponekad u kombinaciji s drugim legirajućim metalima, uvelike ojačava čelik, čineći ga čvrstim i otpornim na habanje i udarce (ovaj čelik oštro stvrdne i postaje teže pri udaru). Ovaj čelik se koristi za proizvodnju kugličnih mlinova, mašina za zemljane radove i drobljenje kamena, oklopnih elemenata itd. Do 20% Mn se dodaje u „ogledalo liveno gvožđe“. U 1920-40-im, korištenje mangana omogućilo je topljenje oklopnog čelika. Početkom 1950-ih u časopisu Steel pokrenula se rasprava o mogućnosti smanjenja sadržaja mangana u livenom gvožđu, i na taj način odbijanja održavanja određenog sadržaja mangana u procesu topljenja na otvorenom, u kojem je, zajedno sa V.I. Yavoisky i V.I. Baptistmansky, E.I. Zarvin su učestvovali, koji su na osnovu proizvodnih eksperimenata pokazali nesvrsishodnost postojeće tehnologije. Kasnije je pokazao mogućnost izvođenja otvorenog procesa na livenom gvožđu sa niskim sadržajem mangana. Pokretanjem ZSMK-a započeo je razvoj prerade niskomanganskog lijevanog željeza u konverterima. Legura od 83% Cu, 13% Mn i 4% Ni (manganin) ima visoku električnu otpornost koja se malo mijenja s temperaturom. Stoga se koristi za izradu reostata itd. Mangan se unosi u broncu i mesing.

Primjena u hemiji

Značajna količina mangan dioksida se troši u proizvodnji mangan-cink galvanskih ćelija; MnO 2 se u takvim ćelijama koristi kao oksidant-depolarizator. Jedinjenja mangana se također široko koriste u oba fina organska sinteza(MnO 2 i KMnO 4 kao oksidanti), te industrijska organska sinteza (komponente katalizatora oksidacije ugljikovodika, na primjer, u proizvodnji tereftalne kiseline oksidacijom p-ksilena, oksidacijom parafina u više masne kiseline). Mangan arsenid ima gigantski magnetnokalorični efekat, koji se povećava pod pritiskom. Mangan telurid je obećavajući termoelektrični materijal (termo-emf sa 500 µV/K).

Biološka uloga i sadržaj u živim organizmima

Mangan se nalazi u tijelima svih biljaka i životinja, iako je njegov sadržaj obično vrlo mali, reda hiljaditih dijelova procenta, ima značajan utjecaj na život, odnosno element je u tragovima. Mangan utječe na rast, stvaranje krvi i funkciju spolnih žlijezda. Listovi cvekle su posebno bogati manganom - do 0,03%, a velike količine se nalaze i u tijelima crvenih mrava - do 0,05%. Neke bakterije sadrže i do nekoliko procenata mangana. Prekomjerno nakupljanje mangana u organizmu utiče, prije svega, na funkcionisanje centralnog nervnog sistema. To se manifestira umorom, pospanošću i pogoršanjem memorijskih funkcija. Mangan je politropni otrov koji utiče i na pluća, kardiovaskularni i hepatobilijarni sistem, izazivajući alergijsko i mutageno dejstvo

Toksičnost

Toksična doza za ljude je 40 mg mangana dnevno. Smrtonosna doza za ljude nije utvrđena. Kada se uzima oralno, mangan je jedan od najmanje toksičnih mikroelemenata. Glavni znakovi trovanja manganom kod životinja su smanjeni rast, smanjen apetit, poremećeni metabolizam željeza i promjene u funkciji mozga. Nema prijavljenih slučajeva trovanja manganom kod ljudi uzrokovanih unosom hrane bogate manganom. Trovanje ljudi se uglavnom javlja u slučajevima hroničnog udisanja velikih količina mangana na radu. Manifestira se u obliku teških mentalnih poremećaja, uključujući hiperrazdražljivost, hipermotilnost i halucinacije – „manganovo ludilo“. Nakon toga se razvijaju promjene u ekstrapiramidnom sistemu, slične Parkinsonovoj bolesti. Obično je potrebno nekoliko godina da se razvije klinička slika kroničnog trovanja manganom. Karakterizira ga prilično spor porast patoloških promjena u tijelu uzrokovanih povećanim sadržajem mangana u okruženje(posebno, širenje endemske strume koja nije povezana s nedostatkom joda).

Polje

Usinsko nalazište mangana

Mangan (latinski – Manganum, Mn) se nalazi u malim količinama u našem organizmu. Stoga je klasifikovan kao mikroelement. Sadržaj ovog mikroelementa u našem organizmu je nizak. Međutim, mangan je, zajedno s drugim tvarima, uključen u metabolizam masti, ugljikohidrata i proteina.

Mangan je otkriven u 18. veku, što po istorijskim standardima nije tako davno. Međutim, ljudi su od tada upoznati sa jedinjenjima mangana davna vremena. Jedno od ovih jedinjenja je mangan dioksid ili piroluzit, MnO 2. Korišćen je u proizvodnji stakla i kože. U to vrijeme, mnoga mineralna jedinjenja nazivana su magnezijumom. Tako je MnO 2 dobio ime crni magnezijum zbog svoje sličnosti sa drugim mineralom, magnetitom.

Međutim, ovi minerali su imali razlike. Magnetit je oksid željeza, Fe 3 O 4, a privukao ga je magnet. Nasuprot tome, magnet nije djelovao na crni magnezijum, a željezo se nije moglo izvući iz njega. Stoga je ovaj mineral dobio drugo ime - mangan iz starogrčke riječi obmana. Ovaj termin je prešao u mnoge evropske jezike.

IN njemački mineral se zvao Mangan ili Manganerz. Odatle potiče ruski naziv mangan. Međutim, sam mangan je nabavljen tek 1778. godine. Tada je švedski hemičar Šele zaključio da umesto gvožđa piroluzit sadrži još jedan, do sada nepoznat metal. Iste godine, Gan

takođe švedski naučnik, izolovao je mangan iz piroluzita.

Svojstva

U Mendeljejevljevom periodnom sistemu elemenata, Mn se nalazi u grupi VII perioda IV, i naveden je pod brojem 25. To znači da je oko atomsko jezgro Mn ima 25 rotirajućih elektrona, od kojih 7 u vanjskoj orbiti.

Prilikom interakcije sa razne supstance mangan je sposoban donirati ove elektrone ili dobiti druge. Shodno tome, njegova valencija je promjenjiva i kreće se od 1 do 7. Najčešće je jednaka 2, 4 i 7. Kod minimalne valencije preovlađuju svojstva mangana kao redukcionog agensa, a na maksimumu kao oksidacijskog sredstva. .

Po mnogim svojim osobinama, mangan je sličan gvožđu, a zajedno sa gvožđem klasifikovan je kao crni metal. To je srebrno-bijeli metal sa atomska masa 55. Ovaj metal je prilično težak, njegova gustina je 7,4 g/cm 3. Tačke topljenja i ključanja su takođe visoke - 1245 0 C i 2150 0 C. Mangan lako reaguje sa kiseonikom i formira okside.

Budući da je valencija mangana promjenjiva, njegovi oksidi se međusobno razlikuju. Jedan od njih je gore spomenuti piroluzit. Na površini metalnog mangana stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje oksidacije. Budući da mangan, ovisno o svojoj valentnosti, može biti i oksidacijski i redukcijski agens, on reagira i s metalima i sa nemetalima, a njegovi spojevi su raznoliki.

Zajedno sa kiseonikom formira kiseli ostatak permanganske kiseline. Ovaj ostatak je dio soli ove kiseline, manganata. Jedna od ovih soli je kalijum permanganat, KMnO 4, dobro poznati kalijum permanganat. Općenito, spojevi mangana su prilično česti u prirodi. Naročito ih ima na dnu okeana, gdje je mangan u kombinaciji sa željezom. Mangan čini oko 0,1% mase zemljine kore. Prema ovom pokazatelju, zauzima 11. mjesto među svim elementima Mendeljejevljevog periodnog sistema.

Fiziološko djelovanje

Sadržaj mangana u organizmu odrasle osobe je nizak, 10-20 mg. To je mnogo manje od sadržaja drugih metala - kalijuma, kalcijuma, gvožđa, natrijuma, bakra, cinka. Stoga se Mn u početku nije smatrao vitalnim elementom i vjerovalo se da njegovo prisustvo u tijelu uopće nije neophodno. Zaista, nisu nam sve vrste ovog elementa u tragovima zanimljive. Dvovalentni i trovalentni mangan, Mn (II) i Mn (III), uključeni su u fiziološke procese.

Fiziološka vrijednost mangana je u tome što reguliše apsorpciju mnogih drugih korisne supstance(hranjivi sastojci). Među ovim nutrijentima su bakar, vitamini B, posebno vit. B 1 (Tijamin) i vit. B 4 (holin). Osim toga, mangan ima pozitivan učinak na apsorpciju vit. E (tokoferol) i vit. C (askorbinska kiselina). Ovi vitamini su jaki antioksidansi.

Shodno tome, mangan ima i antioksidativni efekat. Budući da je antioksidans, veže slobodne radikale i sprječava ih da oštete stanice. Tako mangan jača imuni sistem i sprečava nastanak malignih tumora.

Osim toga, mangan je dio mnogih enzimskih sistema. Najveći dio ovog mikroelementa nalazi se u mitohondrijima, gdje sudjeluje u akumulaciji energije u obliku molekula ATP-a. Osim toga, mangan osigurava metabolizam (metabolizam) ugljikohidrata, proteina i lipida (masti). Stimulira kataboličke procese s razgradnjom tvari i ubrzavanjem metaboličkih reakcija.

Prilikom iskorištavanja proteina pod uticajem mangana, oni se razgrađuju sa stvaranjem konačnih azotnih produkata, uree i kreatinina. Kao rezultat, energija se oslobađa. Ovaj proces je od velike praktične važnosti pri obavljanju fizičkog rada.

Mangan podstiče sintezu masnih kiselina, olakšava apsorpciju lipida i učestvuje u njihovoj razgradnji. Lipidi su energetski intenzivna jedinjenja, a zahvaljujući manganu se u potpunosti troše oslobađanjem maksimalna količina energije. Istovremeno, mangan sprečava taloženje masnih masa u potkožnom sloju sa razvojem gojaznosti.

Konzumacijom masti smanjuje se proizvodnja holesterola niske gustine, koji se ne taloži na zidovima krvnih sudova u obliku aterosklerotskih plakova. Osim toga, mangan značajno sprječava masnu infiltraciju jetre (masna hepatoza). Zahvaljujući Mn, poboljšava se funkcija jetre u vezivanju i izlučivanju mnogih toksičnih spojeva zajedno sa žuči.

Osim toga, Mn taloži i akumulira glikogen u jetri i skeletnim mišićima. Općenito, učinak mangana na metabolizam ugljikohidrata je raznolik. Mangan ima efekat sličan insulinu, potiče transport glukoze u ćeliju i njenu kasniju razgradnju sa stvaranjem ATP-a. Zbog toga je koncentrisan u mitohondrijima.

Istovremeno, prema nekim podacima, u slučaju nedostatka glukoze, sposoban je pokrenuti procese glukoneogeneze, sinteze glukoze iz proteinskih i lipidnih spojeva. Mangan takođe podstiče širenje nervnih impulsa, jer učestvuje u sintezi neurotransmiterskih supstanci.

Stimulacija metaboličkih procesa u mišićnom tkivu manganom dovodi do povećanja mišićne snage i izdržljivosti. Osim toga, mangan jača kosti. Takođe formira hrskavicu i reguliše sastav intraartikularne ili sinovijalne tečnosti. Tako Mn poboljšava stanje i funkciju zglobova i sprečava razvoj degenerativnih i upalnih procesa u njima.

Zajedno sa bakrom, mangan je uključen u hematopoezu i stimuliše zgrušavanje krvi. Ovaj mikroelement ima i podmlađujući efekat. Koža pod njegovim uticajem postaje čvrsta i elastična. Prirodni procesi povezani sa starenjem se usporavaju. Osim toga, mangan povećava otpornost kože na ultraljubičaste zrake i sprječava razvoj malignih karcinoma kože.

Uticaj mangana na stanje organa i sistema se u velikoj meri ostvaruje kroz endokrini sistem. Pojačava djelovanje inzulina. Zahvaljujući tome, glukoza se apsorbira i smanjuje rizik od dijabetes melitusa. Ovaj mikroelement takođe ima stimulativni efekat na hipofizno-nadbubrežni sistem. Mangan povećava proizvodnju hormona štitnjače.

Mn djeluje slično na muške i ženske spolne hormone. Aktivira spermatogenezu kod muškaraca, učestvuje u regulaciji menstrualnog ciklusa kod žena i sprečava neplodnost kod oba pola. Kada se trudnoća razvije, mangan, zajedno s drugim hranjivim tvarima, formira organe i tkiva u fetusu. Nakon porođaja, mangan stimuliše laktaciju.

Dnevne potrebe

Potreba za Mn ne zavisi samo od starosti, već i od niza drugih faktora.

Tokom fizičke aktivnosti i teških bolesti, potreba za manganom se povećava na 11 mg dnevno.

Uzroci i znaci nedostatka

O nedostatku mangana se kaže u slučajevima kada je njegov dnevni unos u organizam odrasle osobe manji od 1 mg. Glavni razlog je nizak sadržaj prirodnih namirnica koje sadrže mangan u prehrani, prevlast rafinirane hrane ili hrane koja sadrži veliku količinu sintetičkih sastojaka.

Osim toga, kod mnogih bolesti gastrointestinalnog trakta (gastrointestinalnog trakta), apsorpcija mangana u tankom crijevu će se pogoršati. To se također olakšava uzimanjem lijekova koji sadrže kalcijum i željezo. Činjenica je da ova dva minerala ometaju apsorpciju mangana. S godinama, apsorpcija mangana se pogoršava, a nedostatak ovog mikroelementa često se opaža kod starijih ljudi.

Neka stanja su praćena povećanom potrošnjom mangana:

  • fizička aktivnost (naporan rad, sport)
  • mentalni i mentalni stres
  • dijabetes
  • hronična intoksikacija u opasnim industrijama, život u ekološki nepovoljnim regijama
  • alkoholizam
  • trudnoća
  • period brzog rasta
  • “ženske” bolesti s poremećajem funkcije jajnika za proizvodnju hormona.

Ova stanja sama po sebi ne dovode uvijek do nedostatka mangana. Međutim, ako se kombiniraju jedni s drugima, kao i sa lošom ishranom, gastrointestinalnim oboljenjima, tada će se najvjerovatnije smanjiti sadržaj mangana u tijelu.

Znakovi nedostatka mangana su nespecifični i na mnogo načina su slični znakovima nedostatka drugih nutrijenata. Javlja se opšta slabost, pogoršanje mentalnih funkcija i mentalna nestabilnost. Pacijenti se žale na vrtoglavicu i lošu koordinaciju pokreta. Tonus mišića je smanjen, au nekim slučajevima se uočavaju grčevi mišića.

U koštanom tkivu se javljaju promjene slične onima uzrokovanim nedostatkom kalcija. Gustoća kostiju se smanjuje, razvija se osteoporoza, a povećava se rizik od prijeloma. Artroza se razvija u zglobovima zbog degeneracije zglobne hrskavice. Ostala patološka stanja povezana s nedostatkom mangana uključuju anemiju, aterosklerozu i smanjen imunitet.

Povećava se rizik od dijabetesa, kardiovaskularnih i kancerogenih bolesti, alergijskih reakcija s osipom na koži, otokom i bronhospazmom. Znakovi starenja se pojavljuju rano; opuštena naborana koža sa pigmentnim mrljama, gubitak kose, spor rast noktiju. Neplodnost se često javlja zbog hormonske neravnoteže.

Kod djece je nedostatak mangana najčešće nutritivne prirode, a često je u kombinaciji s nedostatkom drugih nutrijenata. Takva djeca zaostaju u mentalnom i fizičkom razvoju. Često pate od zaraznih bolesti i alergija. Ponekad postoji konvulzivni sindrom.

Izvori prihoda

Mangan nam dolazi uglavnom iz biljnih proizvoda. Njegova količina u životinjskoj hrani je mala.

Proizvod Sadržaj, mg/100 g
klice pšenice 12,3
Hleb od integralnog brašna 1,9
Lešnik 4,9
Badem 1,92
Pistacije 3,8
Soja 1,42
Rice 1,1
Kikiriki 1,93
Kakao zrna 1,8
Polka dots 0,3
Orah 1,9
Spanać 0,9
Bijeli luk 0,81
kajsija 0,2
Ananas 0,75
Cvekla 0,66
Pasta 0,58
Bijeli kupus 0,35
Krompir 0,35
Šipak 0,5
Šampinjoni 0,7

Treba imati na umu da se tokom rafinacije gubi značajna količina mangana. Isto važi i za termičku obradu, posebno za kuvanje. Stoga prednost treba dati sirovoj hrani koja sadrži mangan.

Sintetički analozi

Najpoznatiji lijek koji sadrži mangan je kalijum permanganat, KMnO 4 ili jednostavno kalijum permanganat. Istina, kalijum permanganat se koristi samo kao vanjski antiseptik za liječenje rana, opekotina kože i ispiranje orofarinksa kod prehlade.

Ponekad se kalijum permanganat uzima kao emetik prilikom ispiranja želuca kod nekih trovanja. Iako je upotreba lijeka u ovom svojstvu vrlo kontroverzna. Prvo, vrlo je teško pronaći optimalnu koncentraciju. Koncentrovani kalijum permanganat može izazvati opekotine na sluznici usta, jednjaka i želuca. I drugo, dio mangana se apsorbira kada se uzima oralno i može doći do trovanja manganom.

Što se tiče preparata koji sadrže mangan za oralnu primjenu u obliku kapsula i tableta, to nisu lijekovi, već dodaci prehrani.

Ovde se jedinjenja mangana često kombinuju sa drugim mineralima i vitaminima. Ovi lijekovi se uzimaju kao pomoćna sredstva kod imunodeficijencije, osteoporoze, anemije, mentalnog i fizičkog umora i drugih stanja povezanih s povećanom potrebom za manganom.

Metabolizam

Apsorpcija unesenog Mn(II) odvija se kroz tanko crijevo. Tipično je da je apsorpcija niska, oko 5%. Ostatak se izlučuje fecesom. Apsorbirani mangan ulazi u jetru kroz portalnu venu, gdje se nalazi u slobodnom obliku ili je globulinima vezan za proteine ​​plazme.

Određena količina Mn (II) se oksidira u Mn (III), te se u kombinaciji sa proteinom nosačem transportuje do organa i tkiva. Ovdje se njegov sadržaj može značajno razlikovati. Najviše mangana ima u tkivima organa čije ćelije sadrže veliki broj mitohondrija. To su jetra, pankreas, bubrezi.

Miokard i moždane strukture također sadrže značajnu količinu mangana. U međuvremenu, njegov nivo u krvnoj plazmi je nizak, jer mangan se dosta brzo prenosi iz krvi u tkiva. Mangan se prvenstveno izlučuje izmetom i, u manjoj mjeri, urinom. U crijeva ulazi uglavnom sa žuči. U tom slučaju, neki dio se može reapsorbirati u crijevima.

Osim toga, Mn iz krvne plazme može se izlučiti direktno u crijeva. Kod bolesti praćenih kolestazom (stagnacijom žuči) oslobađanje mangana postaje otežano. U tim slučajevima izlučuje se u duodenum sa sokom pankreasa. Mala količina elementa u tragovima se gubi u majčinom mlijeku tokom dojenja.

Interakcija sa drugim supstancama

Mn poboljšava apsorpciju mnogih vitamina B, kao i vit. E i C. Pojačava efekte bakra i cinka. Zajedno sa bakrom i gvožđem, mangan je uključen u hematopoezu. Međutim, u velikim količinama otežava apsorpciju gvožđa. Zauzvrat, željezo ometa apsorpciju mangana. Isto važi i za kalcijum i fosfor. Među prehrambenim proizvodima, na sadržaj Mn negativno utiču slatkiši, kofein i alkohol. Oni otežavaju njegovu apsorpciju ili povećavaju potrošnju.

Znakovi prekomjernosti

O prekomjernom unosu mangana možemo govoriti ako njegova dnevna doza prelazi 40 mg. Nerealno je to postići samo jedenjem hrane bogate manganom. Predoziranje proizvoda koji sadrže mangan - također. Uostalom, Mn predstavljaju dodaci prehrani, a sadržaj mikroelemenata u njima je nizak.

Međutim, u rijetkim slučajevima moguće je akutno trovanje kalijevim permanganatom. U osnovi, trovanje manganom je hronično. Glavni uzrok je industrijsko inhalaciono trovanje, kada se udišu spojevi koji sadrže mangan. Ako konzumirate vodu kontaminiranu jedinjenjima mangana, možete se i otrovati.

Trovanje manganom manifestira se općom slabošću, smanjenim mišićnim tonusom i poremećajima koordinacije. Često se razvija anemija. Nema apetita, probava je poremećena, jetra je uvećana. Neurološki poremećaji su iste prirode kao kod Parkinsonove bolesti. U slučaju teškog trovanja, tzv manganovo ludilo – neadekvatnost, razdražljivost i halucinacije sa motoričkom agitacijom.

Još jedna karakteristična karakteristika kronične intoksikacije manganom je rahitis manganom. Nastaje zbog činjenice da mangan, koji je u suvišnim količinama u koštanom tkivu, istiskuje kalcijum odatle. Ovo stanje se liječi Vit. D i suplementi kalcija.

Trudimo se da Vam pružimo najrelevantnije i najkorisnije informacije za Vas i Vaše zdravlje. Materijali objavljeni na ovoj stranici su informativne prirode i namijenjeni su u obrazovne svrhe. Posjetioci stranice ne bi ih trebali koristiti kao medicinski savjet. Utvrđivanje dijagnoze i odabir metode liječenja ostaje isključivo u nadležnosti Vašeg ljekara! Ne snosimo odgovornost za moguće negativne posljedice koje proizlaze iz korištenja informacija objavljenih na web stranici

  • Oznaka - Mn (mangan);
  • Period - IV;
  • Grupa - 7 (VIIb);
  • Atomska masa - 54,938046;
  • Atomski broj - 25;
  • Atomski radijus = 127 pm;
  • Kovalentni radijus = 117 pm;
  • Raspodjela elektrona - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 ;
  • temperatura topljenja = 1244°C;
  • tačka ključanja = 1962°C;
  • Elektronegativnost (prema Paulingu/prema Alpredu i Rochowu) = 1,55/1,60;
  • Oksidacijsko stanje: +7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, 0;
  • Gustina (br.) = 7,21 g/cm3;
  • Molarni volumen = 7,35 cm 3 /mol.

Jedinjenja mangana:

Piroluzit (mineral mangana) poznat je ljudima od davnina, koristili su ga naši preci za bistrenje stakla dobivenog topljenjem. Do 1774. piroluzit se smatrao vrstom magnetne željezne rude. Tek 1774. Šveđanin K. Scheele je shvatio da piroluzit sadrži metal nepoznat nauci u to vrijeme, nakon čega je Yu. Gan dobio metalni mangan zagrijavanjem piroluzita u peći na ugalj. “Mangan” je dobio ime početkom 19. stoljeća (od njemačkog Manganerz - manganova ruda).

Mangan se nalazi na 14. mjestu među svim hemijskim elementima po zastupljenosti u zemljinoj kori. Najviše mangana se nalazi u osnovnim stijenama. Nezavisna nalazišta mangana su izuzetno rijetka; češće ovaj metal prati željezo u mnogim njegovim rudama. Dosta mangana se nalazi u gvozdeno-manganskim nodulama koje se nalaze u dnu Svetskog okeana.

Minerali bogati manganom:

  • piroluzit - MnO 2 · n H2O
  • manganit - MnO(OH)
  • manganova šparta - MnCO 3
  • braunit - 3Mn 2 O 3 MnSiO 3


Rice. Struktura atoma mangana.

Elektronska konfiguracija atoma mangana je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 (vidi Elektronska struktura atoma). U obrazovanju hemijske veze sa ostalim elementima mogu učestvovati 2 elektrona koja se nalaze na vanjskom 4s nivou + 5 elektrona 3d podnivoa (ukupno 7 elektrona), stoga u jedinjenjima mangan može poprimiti oksidaciona stanja od +7 do +1 (najčešći su + 7, +2) . Mangan je reaktivan metal. Slično, aluminijum na sobnoj temperaturi reaguje sa kiseonikom koji se nalazi u atmosferskom vazduhu i formira jak zaštitni oksidni film koji sprečava dalju oksidaciju metala.

Fizička svojstva mangana:

  • srebrno-bijeli metal;
  • solid;
  • krhko kada n. u.

Postoje 4 poznate modifikacije mangana: α-oblik; β-forma; γ-forma; δ-forma.

Do 710°C stabilan je α-oblik, koji nakon daljeg zagrijavanja sukcesivno prolazi kroz sve modifikacije u δ-oblik (1137°C).

Hemijska svojstva mangana

  • mangan (prah) lako reagira s kisikom, stvarajući okside, čija vrsta ovisi o reakcijskoj temperaturi:
    • 450°C - MnO 2 ;
    • 600°C - Mn 2 O 3 ;
    • 950°C - Mn 3 O 4 ;
    • 1300°C - MnO.
  • Kada se zagrije, fino usitnjeni mangan reagira s vodom i oslobađa vodik:
    Mn + 2H 2 O = Mn(OH) 2 + H 2 ;
  • Kada se zagrije, mangan (prah) reagira s dušikom, ugljikom, sumporom, fosforom:
    Mn + S = MnS;
  • aktivno reagira s razrijeđenom hlorovodoničnom i sumpornom kiselinom, oslobađajući vodik:
    Mn + 2HCl = MnCl 2 + H 2;
  • reagira s razrijeđenom dušičnom kiselinom:
    3Mn + 8HNO 3 = 3Mn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Primjena i proizvodnja mangana

Dobijanje mangana:

  • čisti mangan se dobija elektrolizom vodenih rastvora MnSO 4 uz dodatak (NH 4) 2 SO 4 pri pH = 8-8,5: anoda - olovo; katoda - nehrđajući čelik (manganske pahuljice se uklanjaju sa katoda);
  • manje čisti mangan se dobija iz njegovih oksida metalotermnim metodama:
    • aluminotermija:
      4Al + 3MnO 2 = 3Mn + 2Al 2 O 3;
    • silikontermija:
      Si + MnO 2 = Mn + SiO 2.

Primjena mangana:

  • u metalurgiji, mangan se koristi za vezivanje sumpora i kiseonika:
    Mn + S = MnS; 2Mn + O 2 = 2MnO;
  • kao aditiv za legiranje pri topljenju raznih legura (mangan pruža otpornost na koroziju, žilavost i tvrdoću):
    • manganin- legura mangana sa bakrom i niklom;
    • feromangan- legura mangana sa gvožđem;
    • manganska bronza- legura mangana i bakra.
  • Kalijev permanganat se dugo koristi kao antiseptik koji djeluje samo na površini kože i sluzokože.

Biološka uloga mangana:

Mangan je jedan od deset "životnih metala" neophodnih za normalno funkcionisanje životinjskih i biljnih ćelija.

Tijelo odrasle osobe sadrži oko 12 mg mangana, koji je uključen u stvaranje proteinskih kompleksa i također je dio nekih nukleinske kiseline, aminokiseline, enzimi (arginaza i holinesteraza).

Mangan, zajedno s magnezijem, sudjeluje u aktivaciji hidrolize ATP-a, osiguravajući tako energiju živoj ćeliji.

Joni mangana su uključeni u aktivaciju nukleaze - ovaj enzim je neophodan za razgradnju nukleinskih kiselina u nukleotide.

mob_info