Manqan (kimyəvi element): xassələri, tətbiqi, təyinatı, oksidləşmə vəziyyəti, maraqlı faktlar

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Metallurgiya üçün ən vacib metallardan biri manqandır. Bundan əlavə, bu, ümumiyyətlə, maraqlı faktların əlaqəli olduğu olduqca qeyri-adi bir elementdir. Canlı orqanizmlər üçün vacibdir, bir çox ərintilərin, kimyəvi maddələrin istehsalında lazımdır. Manqan kimyəvi elementdir, fotoşəkili aşağıda görünə bilər. Bu məqalədə onun xüsusiyyətləri və xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirəcəyik.

Kimyəvi elementin xarakteristikası

Dövri sistemin elementi kimi manqandan danışırıqsa, ilk növbədə onun içindəki mövqeyini xarakterizə etməliyik.

1. Dördüncü əsas dövrdə, yeddinci qrupda, ikinci dərəcəli alt qrupda yerləşir.
2. Nömrə nömrəsi - 25. Manqan kimyəvi elementdir, atomlarının nüvələrinin yükü +25-dir. Elektronların sayı eyni, neytronlar - 30.
3. Atom kütləsinin dəyəri 54, 938-dir.
4. Manqan kimyəvi elementinin təyinatı - Mn.
5. Latın adı - manqan.

Xrom və dəmir arasında yerləşir, bu da onların fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərinə görə oxşarlığını izah edir.

Manqan - kimyəvi element: keçid metalı

Rekirdilmiş atomun elektron konfiqurasiyasını nəzərə alsaq, onun düsturu belə görünəcək: 1s²2s²2p 6 ^3s2^3p6^4s2^3d 5. Aydın olur ki, nəzərdən keçirdiyimiz element d ailəsindən keçid metalıdır. 3d alt səviyyəsindəki beş elektron atomun sabitliyini göstərir və bu, onun kimyəvi xassələrində özünü göstərir.

Bir metal olaraq, manqan azaldıcı maddədir, lakin onun birləşmələrinin əksəriyyəti kifayət qədər güclü oksidləşdirici qabiliyyətlər nümayiş etdirməyə qadirdir. Bu, bu elementin müxtəlif oksidləşmə vəziyyətləri və valentlikləri ilə əlaqədardır. Bu ailənin bütün metallarının özəlliyi budur.

Beləliklə, manqan digər atomlar arasında yerləşən və özünəməxsus xüsusiyyətlərə malik kimyəvi elementdir. Gəlin bu xüsusiyyətlərin nə olduğunu daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Manqan kimyəvi elementdir. Oksidləşmə vəziyyəti

Atomun elektron düsturunu artıq vermişik. Onun sözlərinə görə, bu element bir neçə müsbət oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirə bilir. Bu:

• 0;
• +2;
• +3;
• +4;
• +6;
• +7.

Atomun valentliyi IV-dür. Ən sabitləri manqanın +2, +4, +6 dəyərlərinə malik olduğu birləşmələrdir. Ən yüksək oksidləşmə dərəcəsi birləşmələrə ən güclü oksidləşdirici maddələr kimi çıxış etməyə imkan verir. Məsələn: KMnO₄, Mn₂O₇.

+2 olan birləşmələr azaldıcı maddələrdir, manqan (II) hidroksid amfoter xüsusiyyətlərə malikdir, əsaslar üstünlük təşkil edir. Aralıq oksidləşmə vəziyyətləri amfoter birləşmələr əmələ gətirir.

Kəşf tarixçəsi

Manqan dərhal deyil, tədricən və müxtəlif elm adamları tərəfindən kəşf edilən kimyəvi elementdir. Lakin onun birləşmələri qədim zamanlardan insanlar tərəfindən istifadə edilmişdir. Şüşə əridilməsi üçün manqan (IV) oksiddən istifadə edilmişdir. İtalyanlardan biri eynəklərin kimyəvi istehsalında bu birləşmənin əlavə edilməsinin onların rəngini bənövşəyi rəngə çevirdiyini bildirdi. Bununla yanaşı, eyni maddə rəngli eynəklərdəki dumanı aradan qaldırmağa kömək edir.

Daha sonra Avstriyada alim Kaim pirolizit (manqan (IV) oksidi), kalium və kömürü yüksək temperatura məruz qoyaraq metal manqan parçası əldə etməyə nail oldu. Lakin bu nümunənin çoxlu çirkləri var idi və o, onları aradan qaldıra bilmədi, buna görə də kəşf baş tutmadı.

Hətta daha sonra başqa bir alim də əhəmiyyətli bir hissəsinin saf metal olduğu bir qarışığı sintez etdi. Daha əvvəl nikel elementini kəşf edən Berqman idi. Bununla belə, bu işi başa çatdırmaq ona qismət deyildi.

Manqan ilk dəfə 1774-cü ildə Karl Scheele tərəfindən sadə maddə şəklində alınmış və təcrid olunmuş kimyəvi elementdir. Lakin o, bunu metal parçasının əridilməsi prosesini tamamlayan İ. Qanla birlikdə edib. Lakin onlar hətta onu çirklərdən tamamilə təmizləyə və 100% məhsul əldə edə bilmədilər.

Buna baxmayaraq, bu zaman oldubu atomun kəşfi. Eyni elm adamları kəşf edənlər kimi bir ad verməyə çalışdılar. Onlar manqan terminini seçdilər. Lakin maqnezium kəşf edildikdən sonra çaşqınlıq başladı və manqanın adı dəyişdirilərək müasir adlandırıldı (H. David, 1908).

Manqan xassələri bir çox metallurgiya prosesləri üçün çox qiymətli olan kimyəvi element olduğundan zaman keçdikcə onu ən təmiz formada əldə etməyin yollarını tapmaq zərurəti yarandı. Bu problem bütün dünya alimləri tərəfindən həll edildi, lakin yalnız 1919-cu ildə sovet kimyaçısı R. Aqladzenin əməyi sayəsində həll oluna bildi. Məhz o, elektroliz yolu ilə manqan sulfatlarından və xloridlərindən 99,98% maddə olan təmiz metal əldə etmək üsulunu tapdı. İndi bu üsul bütün dünyada tətbiq olunur.

Təbiətdə olmaq

Manqan kimyəvi elementdir, sadə bir maddənin fotoşəkili aşağıda görünə bilər. Təbiətdə bu atomun çoxlu izotopları var, onların tərkibindəki neytronların sayı çox dəyişir. Beləliklə, kütlə rəqəmləri 44-dən 69-a qədər dəyişir. Bununla belə, yeganə sabit izotop ⁵⁵Mn dəyərinə malik elementdir, qalanlarının hamısı ya əhəmiyyətsiz dərəcədə qısa yarı ömrünə malikdir, ya da çox az miqdarda.

Manqan oksidləşmə vəziyyəti çox fərqli olan kimyəvi element olduğundan təbiətdə çoxlu birləşmələr də əmələ gətirir. Təmiz formada bu element ümumiyyətlə baş vermir. Minerallarda və filizlərdə onun daimi qonşusu dəmirdir. Ümumilikdə, manqan daxil olmaqla bir neçə ən mühüm süxur müəyyən edilə bilər.

1. Piroluzit. Mürəkkəb düstur: MnO₂nH₂O.
2. Psilomelane, MnO2mMnOnH2O molekulu.
3. Manqanit, formula MnOOH.
4. Brownit digərlərindən daha nadirdir. Formula Mn₂O₃.
5. Qausmanit, formula MnMn₂O_4.
6. Rhodonite Mn₂(SiO₃)₂.
7. Manqanın karbonat filizləri.
8. Moruq şpatı və ya rodoxrozit - MnCO₃.
9. Purpurite - Mn₃PO₄.

Bundan başqa, siz daha bir neçə mineral təyin edə bilərsiniz ki, bunlara sözügedən element də daxildir. Bu:

• kalsit;
• siderit;
• gil mineralları;
• xalsedon;
• opal;
• qum-lilli birləşmələr.

Suxurlara və çöküntü süxurlarına, minerallara əlavə olaraq, manqan aşağıdakı obyektlərin bir hissəsi olan kimyəvi elementdir:

1. Bitki orqanizmləri. Bu elementin ən böyük akkumulyatorları bunlardır: su şabalıdı, duckweed, diatomlar.
2. Pas göbələkləri.
3. Bəzi növ bakteriya.
4. Aradan gələn heyvanlar: qırmızı qarışqalar, xərçəngkimilər, molyuskalar.
5. İnsanlar - gündəlik tələbat təxminən 3-5 mq təşkil edir.
6. Okeanların sularında bu elementin 0,3%-i var.
7. Yer qabığındakı ümumi məzmun kütlə üzrə 0,1%.

Ümumiyyətlə, planetimizdə ən bol olan 14-cü elementdir. Ağır metallar arasında ikinci yerdədirdəmir.

Fiziki xüsusiyyətlər

Sadə bir maddə kimi manqanın xassələri nöqteyi-nəzərindən onun üçün bir neçə əsas fiziki xüsusiyyətləri ayırmaq olar.

1. Sadə bir maddə şəklində kifayət qədər möhkəm metaldır (Mohs şkalası üzrə göstərici 4-dür). Rəng - gümüşü-ağ, havada qoruyucu oksid təbəqəsi ilə örtülmüş, kəsikdə parlaqdır.
2. Ərimə nöqtəsi 1246⁰C.
3. Qaynamaq - 2061⁰C.
4. Keçirici xassələri yaxşıdır, paramaqnitdir.
5. Metal sıxlığı 7,44 q/sm³.
6. Dörd polimorfik modifikasiya (α, β, γ, σ) şəklində mövcuddur, kristal şəbəkənin quruluşu və forması və atomların qablaşdırma sıxlığı ilə fərqlənir. Onların ərimə nöqtəsi də fərqlidir.

Metallurgiyada manqanın üç əsas forması istifadə olunur: β, γ, σ. Alfa daha nadirdir, çünki o, xassələrində çox kövrəkdir.

Kimyəvi xassələri

Kimya baxımından manqan ion yükü +2 ilə +7 arasında çox dəyişən kimyəvi elementdir. Bu, onun fəaliyyətində iz buraxır. Havada sərbəst formada manqan su ilə çox zəif reaksiya verir və seyreltilmiş turşularda həll olur. Bununla belə, temperatur yüksələn kimi metalın aktivliyi kəskin şəkildə artır.

Beləliklə, o, aşağıdakılarla əlaqə qura bilir:

• azot;
• karbon;
• halogenlər;
• silikon;
• fosfor;
• kükürd və digər qeyri-metallar.

Havasız qızdırıldıqda metal asanlıqla buxar vəziyyətinə keçir. Manqanın göstərdiyi oksidləşmə vəziyyətindən asılı olaraq onun birləşmələri həm reduksiyaedici, həm də oksidləşdirici ola bilər. Bəziləri amfoter xüsusiyyətlərə malikdir. Beləliklə, əsas olanlar +2 olan birləşmələr üçün xarakterikdir. Amfoter - +4, ən yüksək dəyərdə +7 turşu və güclü oksidləşdirici.

Manqanın keçid metalı olmasına baxmayaraq, onun üçün kompleks birləşmələr azdır. Bu, atomun sabit elektron konfiqurasiyası ilə bağlıdır, çünki onun 3D alt səviyyəsində 5 elektron var.

Alma üsulları

Sənayedə manqanın (kimyəvi element) əldə edilməsinin üç əsas yolu var. Adı Latın dilində oxunduğundan, biz artıq təyin etdik - manqan. Rus dilinə tərcümə etsəniz, o zaman “hə, həqiqətən aydınlaşdırıram, rəngini dəyişirəm” olacaq. Manqan adını antik dövrlərdən bəri məlum olan açıq xüsusiyyətlərə borcludur.

Lakin şöhrətə baxmayaraq, onu yalnız 1919-cu ildə istifadə üçün təmiz formada əldə edə bildilər. Bu, aşağıdakı üsullarla edilir.

1. Elektroliz, məhsul məhsuldarlığı 99,98% təşkil edir. Bu yolla manqan kimya sənayesində əldə edilir.
2. Silikotermal və ya silisium azaldılması. Bu üsulla silisium və manqan (IV) oksidi əridilir və nəticədə təmiz metal əmələ gəlir. Məhsuldarlıq təxminən 68% təşkil edir, çünki yan təsir manqanın silisiumla birləşməsi silisid əmələ gətirir. Theüsul metallurgiya sənayesində istifadə olunur.
3. Aluminotermik üsul - alüminiumla bərpa. Həmçinin çox yüksək məhsul verim vermir, manqan çirkləri ilə çirklənmiş formalaşır.

Bu metalın istehsalı metallurgiyada aparılan bir çox proseslər üçün vacibdir. Hətta kiçik bir manqan əlavəsi ərintilərin xüsusiyyətlərinə böyük təsir göstərə bilər. Sübut edilmişdir ki, bir çox metallar onun kristal qəfəsini dolduraraq onun içində həll olurlar.

Bu elementin çıxarılması və istehsalına görə Rusiya dünyada birinci yerdədir. Bu proses həmçinin aşağıdakı ölkələrdə həyata keçirilir:

• Çin.
• Cənubi Afrika.
• Qazaxıstan.
• Gürcüstan.
• Ukrayna.

Sənaye istifadəsi

Manqan kimyəvi elementdir, onun istifadəsi təkcə metallurgiyada deyil. həm də digər sahələrdə. Saf formada metaldan əlavə, bu atomun müxtəlif birləşmələri də böyük əhəmiyyət kəsb edir. Əsas olanları təyin edək.

1. Bir neçə növ ərintilər var ki, onlar manqan sayəsində unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Beləliklə, məsələn, Hadfield poladı o qədər möhkəm və aşınmaya davamlıdır ki, o, ekskavatorlar, daş emalı maşınları, qırıcılar, bilyalı dəyirmanlar və zirehli hissələrin əridilməsi üçün istifadə olunur.
2. Manqan dioksid elektrokaplamanın məcburi oksidləşdirici elementidir, depolarizatorlar yaratmaq üçün istifadə olunur.
3. Manqan birləşmələri üzvi həyata keçirilməsi üçün lazımdırmüxtəlif maddələrin sintezi.
4. Kalium permanqanat (və ya kalium permanqanat) tibbdə güclü dezinfeksiyaedici kimi istifadə olunur.
5. Bu element bürüncün, misin bir hissəsidir, təyyarə turbinləri, bıçaqları və digər hissələri hazırlamaq üçün istifadə edilən mis ilə öz ərintisini əmələ gətirir.

Bioloji rol

İnsanın manqan üçün gündəlik tələbatı 3-5 mq təşkil edir. Bu elementin çatışmazlığı sinir sisteminin depressiyasına, yuxunun pozulmasına və narahatlığına, başgicəllənməyə səbəb olur. Onun rolu hələ tam öyrənilməmişdir, lakin aydındır ki, ilk növbədə onun təsiri var:

• böyümə;
• cinsiyyət vəzilərinin fəaliyyəti;
• hormon işi;
• qan əmələ gəlməsi.

Bu element bütün bitkilərdə, heyvanlarda, insanlarda mövcuddur ki, bu da onun mühüm bioloji rolunu sübut edir.

Maraqlı element təfərrüatları

Manqan kimyəvi elementdir, onun haqqında maraqlı faktlar istənilən insanı heyran edə bilər, həmçinin onun nə qədər vacib olduğunu başa düşməyə kömək edir. Bu metalın tarixində öz izini tapmış ən əsasları bunlardır.

1. SSRİ-də vətəndaş müharibəsinin çətin vaxtlarında ilk ixrac məhsullarından biri tərkibində çoxlu miqdarda manqan olan filiz idi.
2. Manqan dioksidi kalium hidroksid və selitra ilə əridib sonra məhsul suda həll edilərsə, heyrətamiz çevrilmələr başlayacaq. Məhlul əvvəlcə yaşıllaşacaq, sonra rəng maviyə çevriləcək.sonra - bənövşəyi. Nəhayət, qırmızıya çevriləcək və qəhvəyi bir çöküntü tədricən düşəcək. Qarışıq sarsılırsa, o zaman yaşıl rəng yenidən bərpa olunacaq və hər şey yenidən baş verəcəkdir. Məhz bunun üçün kalium permanqanat "mineral buqələmun" kimi tərcümə olunan adını almışdır.
3. Tərkibində manqan olan gübrələr torpağa verilərsə, o zaman bitkilərin məhsuldarlığı artar və fotosintez sürəti artar. Payızlıq buğda daha yaxşı taxıl əmələ gətirəcək.
4. Manqan mineral rhodonitin ən böyük bloku 47 ton ağırlığında və Uralda tapılıb.
5. Manqanin adlı üçlü ərinti var. Mis, manqan və nikel kimi elementlərdən ibarətdir. Onun unikallığı temperaturdan asılı olmayan, lakin təzyiqdən təsirlənən yüksək elektrik müqavimətinə malik olmasıdır.

Əlbəttə, bu metal haqqında deyiləcək hər şey bu deyil. Manqan kimyəvi elementdir, haqqında maraqlı faktlar olduqca müxtəlifdir. Xüsusilə onun müxtəlif ərintilərə verdiyi xassələrdən danışsaq.