نویسنده: دایره المعارف شیمی I.L. Knunyants

اکسیدهای منگنز: MnO، Mn 2 O 3، MnO 2، Mn 3 O 4، Mn 2 O 7، Mn 5 O 8. به جز Mn 2 O 7، همه اکسیدها کریستال هستند و در آب نامحلول هستند. هنگامی که اکسیدهای بالاتر گرم می شوند، O2 جدا می شود و اکسیدهای پایین تر تشکیل می شود:

هنگامی که در معرض هوا یا در اتمسفر O2 بالای 300 درجه سانتیگراد قرار می گیرند، MnO و Mn2O3 به MnO2 اکسید می شوند.

بی آب و هیدراته. اکسیدهای منگنز در ترکیب سنگ معدن منگنز و فرومنگنز به شکل کانی های پیرولوزیت b -MnO 2، psilomelane mMO* nMnO 2 * xH 2 O [M = Ba, Ca, K, Mn(H)]، منگنیت b قرار می گیرند. -MnOOH (Mn 2 O 3 * H 2 O)، گروتیت g-MnOOH، برونیت 3Mn 2 O 3 * MnSiO 3 و غیره با محتوای MnO 2 60-70٪. فرآوری سنگ معدن منگنز شامل غنی‌سازی مرطوب و جداسازی شیمیایی بعدی اکسیدهای MnO 2 یا Mn 2 O 3 با روش‌های سولفیته کردن و سولفاته کردن، کربن‌سازی و احیا است. کباب کردن و غیره

مونوکسید MnO (منگنوزیت معدنی). شش ضلعی تا دمای - 155.3 درجه سانتیگراد پایدار است. اصلاح، بالا - مکعب (جدول را ببینید). نیمه هادی. ضد فرومغناطیس با نقطه نیل 122 K; ماگ حساسیت + 4.85 * 10 - 3 (293 K). دارای خواص پایه ضعیف است. توسط هیدروژن به منگنز کاهش می یابد و فلزات فعالهنگام گرم شدن هنگامی که MnO با اسیدها برهمکنش می کند، نمک های منگنز (II) با مذاب NaOH در دمای 700-800 درجه سانتی گراد و اضافی O 2 - Na 3 MnO 4 در هنگام قرار گرفتن در معرض (NH 4) 2 S - MnS سولفید تشکیل می شوند. با تجزیه منگنز (OH) 2، منگنز (C 2 O 4)، منگنز (NO 3) 2 یا MnCO 3 در یک اتمسفر بی اثر در 300 درجه سانتیگراد، کنترل شده توسط کاهش MnO 2 یا Mn 2 O 3 با هیدروژن یا CO در 700-900 درجه با. جزء فریت ها و سایر سرامیک ها. مواد، سرباره برای گوگرد زدایی فلزات، میکروکودها، کاتالیزور هیدروژن زدایی پیپریدین، ضد فرومغناطیسی. مواد

Sesquioxide Mn 2 O 3 در دو تغییر وجود دارد - لوزی. a (کورناکیت معدنی) و مکعب. b (کانی بیکس بایت)، دمای انتقال a : b 670 درجه سانتی گراد; پارامغناطیس، مغناطیسی حساسیت +1.41 10 - 5 (293 K); توسط H2 در 300 درجه سانتیگراد به MnO کاهش می یابد، و توسط آلومینیوم هنگامی که به منگنز گرم می شود.

تحت تأثیر H 2 SO 4 رقیق و HNO 3 به نمک MnO 2 و Mn (II) تبدیل می شود. Mn 2 حدود 3 از نظر ترمودینامیکی با تجزیه MnOOH به دست می آید.

اکسید منگنز (II, III) Mn 3 O 4 ( کانی هاسمانیت ) ; a -Mn 3 O 4 در 1160 درجه سانتیگراد به b -Mn 3 O 4 با کریستالی مکعب تبدیل می شود. رنده کردن D H 0 انتقال a : b 20.9 کیلوژول بر مول؛ پارامغناطیس، مغناطیسی حساسیت + 1.24 * 10 - 5 (298 K). خواص شیمیایی ذاتی MnO و Mn 2 O 3 را نشان می دهد.

دی اکسید MnO 2 رایج ترین ترکیب منگنز در طبیعت است. b-modification (پیرولوزیت معدنی) پایدارترین است. لوزی شناخته شده. g -MnO 2 (رامسدلیت معدنی یا پلی آنیت) و همچنین a، d و e به عنوان محلول های جامد در نظر گرفته می شوند. اشکال مختلف MnO2. پارامغناطیس، مغناطیسی حساسیت + 2.28 * 10 - 3 (293 K). دی اکسید منگنز - غیر استوکیومتری. ترکیب، همیشه کمبود اکسیژن در شبکه آن وجود دارد. آمفوتریک. H2 در 170 درجه سانتیگراد به MnO کاهش می یابد. هنگام تعامل با NH 3 ، H 2 O ، N 2 و Mn 2 O 3 تشکیل می شوند. تحت تأثیر O 2 در مذاب، NaOH Na 2 MnO 4 را به صورت یکپارچه می دهد. اسیدها - نمک های مربوط به Mn(IV)، H 2 O و O 2 (یا Cl 2 در مورد اسید هیدروکلریک). MnO 2 از تجزیه Mn(NO 3) 2 یا Mn (OH) 2 در 200 درجه سانتیگراد در هوا، کاهش KMnO 4 در یک محیط خنثی و الکترولیز نمک های منگنز (II) به دست می آید. مورد استفاده برای تولید منگنز و ترکیبات آن، خشک کن ها، به عنوان دپلاریز کننده در عناصر خشک، جزء رنگدانه قهوه ای (چری) برای رنگ ها، برای روشن کردن شیشه، به عنوان یک معرف برای تشخیص کلر - یک عامل اکسید کننده در هیدرومتالورژی روی، مس، U، یک جزء کاتالیزور در کارتریج های هاپکالیت و غیره. MnO 2 فعال که از برهمکنش به دست می آید محلول های آبی MnSO 4 و KMnO 4، یک عامل اکسید کننده در شیمی آلی.

اکسید منگنز (VII) Mn 2 O 7 (هپتااکسید دی منگنز، انیدرید منگنز) - مایع سبز روغنی؛ نقطه ذوب 5.9 درجه سانتی گراد; چگالی 2.40 گرم بر سانتی متر 3; نمونه D H 0 -726.3 kJ/mol. در دمای بالای 50 درجه سانتی گراد، با حرارت آهسته، با آزاد شدن O 2 و تشکیل اکسیدهای کمتر شروع به تجزیه می کند و در دماهای بالاتر یا سرعت گرمایش بالا منفجر می شود. بسیار حساس به تأثیرات مکانیکی و حرارتی. عامل اکسید کننده قوی؛ در تماس با Mn 2 O 7، مواد قابل اشتعال مشتعل می شوند. اکسیدهای منگنز b. با واکنش KMnO 4 با H Z SO 4 در سرما به دست می آید.

اکسید Mn 5 O 8، یا Mn 2 II (Mn IV O 4) 3، یک جامد است. نامحلول در آب؛ را می توان با اکسیداسیون MnO یا Mn 3 O 4 به دست آورد. به راحتی به MnO 2 و O 2 تجزیه می شود.

از هیدروکسیدهای منگنز، استوکیومتری. ترکیبات فقط منگنز (OH) 2، MnO(OH) و HMnO4 هستند و بقیه هیدرات هستند. اکسیدهایی با ترکیب متغیر، از نظر خواص شیمیایی مشابه اکسیدهای مربوطه. خواص اسیدی هیدروکسیدها با افزایش درجه اکسیداسیون منگنز افزایش می یابد: Mn(OH) 2< MnО(ОН) (или Mn 2 O 3 * xH 2 O) < MnO 2 * xН 2 О < Mn 3 О 4 * xН 2 О < Н 2 MnО 4 < НMnО 4 . Гидроксид Мn(II) практически не растворим в воде (0,0002 г в 100 г при 18 °С); основание средней силы; растворим в растворах солей NH 4 ; на воздухе постепенно буреет в результате окисления до MnО 2 * xН 2 О.

منگنز (III) هیدروکسید MnO (OH) در دو تغییر شناخته شده است. در دمای 250 درجه سانتیگراد در خلاء به g-Mn 2 O 3 کم آب می شود. در آب حل نمی شود طبیعت منگنیت با HNO 3 و H 2 SO 4 رقیق شده تجزیه نمی شود ، اما به آرامی با H 2 SO 3 واکنش می دهد ، که به طور مصنوعی به دست می آید به راحتی توسط اسیدهای معدنی تجزیه می شود. O 2 به b-MnO 2 اکسید می شود. منگنات ها را نیز ببینید.

اکسید منگنز. سمی؛ MPC به هنر مراجعه کنید. منگنز.

دایره المعارف شیمی. جلد 2 >>

متعلق به گروه VII است. در دوره چهارم بین کروم و آهن قرار دارد. دارای عدد اتمی 25 فرمول منگنز 3d 5 4s 2 .

در سال 1774 افتتاح شد. اتم منگنزوزن 54.938045. حاوی ایزوتوپ 55Mn و طبیعی است منگنزبه طور کامل از آن تشکیل شده است. حالت اکسیداسیون فلز از 2 تا 7 متغیر است. الکترونگاتیوی منگنز 1.55 است. مواد انتقالی

اتصالات منگنز 2اکسید و دی اکسید را تشکیل می دهند. خصوصیات اساسی عنصر را نشان دهید. تشکیلات منگنز 3 و منگنز 4از نظر خواص آمفوتریک متفاوت است. در ترکیبات فلزی 6 و 7 خواص پیشرو هستند اسیدهای منگنز. عنصر شماره 25 انواع متعددی از نمک ها و ترکیبات دوتایی مختلف را تشکیل می دهد.

استخراج منگنز در همه جا هم در روسیه و هم در کشورهای همسایه انجام می شود. در اوکراین ویژه وجود دارد منگنت - شهر، بر روی سازندهای متعدد سنگ معدن منگنز واقع شده است.

توضیحات و خواص منگنز

رنگ سفید نقره ای با رنگ خاکستری کمی آن را برجسته می کند منگنز مرکبعنصر دارای ترکیبی از کربن است که به آن می دهد رنگ سفید نقره ای. از نظر سختی و شکنندگی نسبت به آهن برتری دارد. به شکل ساینده های ظریف، پیروفوریک است.

هنگام تعامل با هوا، این اتفاق می افتد اکسیداسیون منگنز. با یک فیلم اکسید پوشیده شده است که از واکنش های اکسیداسیون بعدی محافظت می کند.

در آب حل می شود و هیدروژن را کاملاً بدون واکنش با آن جذب می کند. وقتی گرم می شود، در اکسیژن می سوزد. به طور فعال با کلر و گوگرد واکنش نشان می دهد. هنگام تعامل با عوامل اکسید کننده اسیدی، تشکیل می شود نمک های منگنز.

چگالی - 7200 کیلوگرم بر متر مکعب، نقطه ذوب - 1247 درجه سانتیگراد، نقطه جوش - 2150 درجه سانتیگراد. ظرفیت حرارتی ویژه - 0.478 کیلوژول. دارد هدایت الکتریکی. در تماس با کلر، برم و ید دی هالیدها تشکیل می شود.

در دماهای بالا با نیتروژن، فسفر، سیلیکون و بور برهمکنش دارد. به آرامی با آب سرد واکنش نشان می دهد. در طول گرمایش، واکنش پذیری عنصر افزایش می یابد. خروجی Mn(OH)2 و هیدروژن است. وقتی منگنز با اکسیژن ترکیب می شود، تشکیل می شود اکسید منگنز. هفت گروه وجود دارد:

اکسید منگنز (II). مونوکسید. با آب تداخل ندارد. به راحتی اکسید می شود و یک پوسته شکننده تشکیل می دهد. هنگامی که با هیدروژن و فلزات گروه فعال گرم می شود، به منگنز تبدیل می شود. دارای رنگ کریستالی سبز و خاکستری-سبز می باشد. نیمه هادی.

اکسید منگنز (II,III). کریستال های قهوه ای - مشکی رنگ Mn3O4. پارامغناطیس. در محیط طبیعی به عنوان کانی هاسمانیت یافت می شود.

اکسید منگنز (II,IV). ترکیب غیر آلی Mn5O8. را می توان به عنوان ارتومنگانیت منگنز. نامحلول در H2O

اکسید منگنز (III) قهوه ای - بلورهای سیاه Mn2O3. با آب واکنش نشان ندهید. به طور طبیعی در مواد معدنی برونیت، کورناکیت و بیکسبیت یافت می شود.

اکسید منگنز (IV) یا دی اکسید منگنز MnO2. پودر قهوه ای تیره نامحلول در آب. تشکیل پایدار منگنز. این ماده معدنی حاوی پیرولوزیت است. کلر و نمک های فلزات سنگین را جذب می کند.

اکسید منگنز (VI) عنصر آمورف قرمز تیره. با آب واکنش نشان می دهد. با حرارت دادن کاملاً تجزیه می شود. واکنش های قلیایی رسوبات نمکی را تشکیل می دهند.

اکسید منگنز (VII). مایع روغنی سبز مایل به قهوه ای Mn2O7. عامل اکسید کننده قوی در تماس با مخلوط های قابل اشتعال، فورا آنها را مشتعل می کند. این می تواند در اثر یک شوک، یک فلاش نور تیز و روشن یا تعامل با اجزای آلی منفجر شود. هنگام تعامل با H 2 O ، اسید پرمنگانیک تشکیل می دهد.

نمک های منگنز کاتالیزور برای فرآیندهای اکسیداتیو شامل اکسیژن هستند. آنها در خشک کن ها استفاده می شوند. روغن بذر کتان با افزودن چنین عامل خشک کننده ای روغن خشک کننده نامیده می شود.

کاربردهای منگنز

منگنز به طور گسترده در متالورژی آهنی استفاده می شود. آلیاژ اضافه کنید آهن منگنز(فرومنگنز). نسبت منگنز موجود در آن 70-80 درصد، کربن 0.5-7 درصد، بقیه آهن و ناخالصی های خارجی است. عنصر 25 در فولادسازی ترکیبی از اکسیژن و گوگرد است.

مخلوط های استفاده شده کروم - منگنز، منگنز، سیلیکون منگنز. هیچ جایگزین جایگزینی برای منگنز در تولید فولاد وجود ندارد.

عنصر شیمیایی عملکردهای بسیاری از جمله پالایش و اکسید زدایی فولاد را انجام می دهد. تکنولوژی پرکاربرد منگنز روی. حلالیت روی در منیزیم 2 درصد است و استحکام فولاد در این حالت تا 40 درصد افزایش می یابد.

در کوره بلند، منگنز رسوبات گوگرد را از چدن جدا می کند. این تکنیک از آلیاژهای منگنین سه تایی استفاده می کند که شامل مس منگنزو نیکل این ماده با مقاومت الکتریکی بالا مشخص می شود که تحت تأثیر دما نیست، بلکه تحت تأثیر فشار قرار می گیرد.

برای ساخت فشار سنج استفاده می شود. ارزش واقعی برای صنعت آلیاژ مس است - منگنز محتوامنگنز در اینجا 70٪، مس 30٪ است. برای کاهش صدای مضر تولید استفاده می شود. در ساخت بسته های انفجاری برای مراسم جشن از مخلوطی استفاده می شود که شامل عناصری مانند منیزیم منگنز. منیزیم به طور گسترده در ساخت هواپیما استفاده می شود.

برخی از انواع نمک های منگنز مانند KMnO4 کاربرد خود را در صنعت پزشکی پیدا کرده اند. پرمنگنات پتاسیم متعلق به نمک های اسید پرمنگانیک است. شبیه بنفش تیره است. در محیط آبی حل می شود و به رنگ بنفش در می آید.

یک عامل اکسید کننده قوی است. ضد عفونی کننده، دارای خواص ضد میکروبی است. منگنز در آببه راحتی اکسید می شود و اکسید منگنز قهوه ای کم محلول را تشکیل می دهد.

پس از تماس با پروتئین بافتی، ترکیباتی با کیفیت قابض ایجاد می کند. در غلظت های بالا محلول منگنزاثر تحریک کننده و سوزاننده دارد.

منگنز پتاسیمبرای درمان بیماری های خاص و ارائه کمک های اولیه استفاده می شود و یک بطری کریستال پرمنگنات پتاسیم در هر کیت کمک های اولیه وجود دارد.

منگنز برای سلامت انسان مفید است. در شکل گیری و توسعه سلول های سیستم عصبی مرکزی شرکت می کند. جذب ویتامین B1 و آهن را افزایش می دهد. قند خون را تنظیم می کند. در ساخت بافت استخوانی نقش دارد.

در تشکیل اسیدهای چرب شرکت می کند. بهبود توانایی های رفلکس، حافظه، رفع تنش عصبی، تحریک پذیری. در دیواره های روده جذب می شود منگنز، ویتامین ها B، E، فسفر، کلسیم این فرآیند را تقویت کرده و بر بدن و فرآیندهای متابولیک به طور کلی تأثیر می گذارد.

مواد معدنی ضروری برای انسان، مانند کلسیم، منیزیم، منگنزمس، پتاسیم، آهن برای رفع کمبود ویتامین به مجتمع های ویتامین و مواد معدنی اضافه می شود.

همچنین ریز عناصر روی، منگنزو آهن نقش زیادی در زندگی گیاهان دارد. شامل کودهای فسفر و معدنی است.

قیمت منگنز

فلز منگنز تا 95 درصد منگنز خالص دارد. در صنعت فولاد و متالورژی استفاده می شود. ناخالصی های غیر ضروری را از فولاد حذف می کند و به آن کیفیت آلیاژی می بخشد.

فرومنگنز برای اکسید زدایی آلیاژ در طی فرآیند ذوب با حذف اکسیژن از آن استفاده می شود. ذرات گوگرد را به یکدیگر متصل می کند و بهبود می یابد ویژگی های کیفیفولاد منگنز مواد را تقویت می کند و آن را در برابر سایش مقاوم تر می کند.

از فلز برای ایجاد آسیاب های گلوله ای، ماشین های حرکت زمین و سنگ شکن و عناصر زره استفاده می شود. رئوستات ها از آلیاژ منگادین ساخته می شوند. عنصر شماره 25 به برنز اضافه می شود و.

درصد زیادی از دی اکسید منگنز برای ایجاد سلول های ولتایی مصرف می شود. با افزودن منگنز در سنتز آلی و صنعتی خوب استفاده می شود. ترکیبات MnO2 و KMnO4 به عنوان عوامل اکسید کننده عمل می کنند.

منگنز یک ماده استدر متالورژی آهنی ضروری است. از نظر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بی نظیر است. منگنز بخردر فروشگاه های خرده فروشی تخصصی موجود است. پنج کیلوگرم فلز حدود 150 روبل قیمت دارد و یک تن بسته به نوع اتصال، حدود 100-200 هزار روبل هزینه دارد.

تعریف

اکسید منگنز (IV)در شرایط عادی به صورت کریستال های سیاه رنگ با رنگ قهوه ای ظاهر می شود که با حرارت دادن تجزیه می شوند (شکل 1).

فرمول ناخالص - MnO 2. جرم مولیاکسید منگنز (IV) 86.94 گرم در مول است.

برنج. 1. اکسید منگنز (IV). ظاهر.

با آب واکنش نشان نمی دهد. هیدرات MnO 2 × nH 2 O از محلول رسوب می کند و با عمل به محلول منتقل می شود اسیدهای غلیظ. خواص ردوکس را نشان می دهد. رایج ترین ترکیب منگنز در طبیعت است.

فرمول شیمیایی اکسید منگنز 4

فرمول شیمیایی اکسید منگنز (IV) MnO 2 است. نشان می دهد که این مولکول حاوی یک اتم منگنز (Ar = 55 amu) و دو اتم اکسیژن (Ar = 16 amu) است. توسط فرمول شیمیاییمی توانید وزن مولکولی اکسید منگنز (IV) را محاسبه کنید:

Mr(MnO 2) = Ar(Mn) + 2×Ar(O);

Mr(MnO2) = 55 + 2×16 = 55 + 32 = 87.

فرمول گرافیکی (ساختاری) اکسید منگنز 4

فرمول ساختاری (گرافیکی) اکسید منگنز (IV) واضح تر است. این نشان می دهد که چگونه اتم ها در داخل یک مولکول به یکدیگر متصل می شوند:

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش کنید	اگر کسر جرمی آهن موجود در آنها 77.8% و 70.0% باشد، فرمول دو اکسید آهن را بسازید.
راه حل	بیایید کسر جرمی در هر یک از اکسیدهای مس را پیدا کنیم: ω 1 (O) = 100% - ω 1 (Fe) = 100% - 77.8% = 22.2%؛ ω 2 (O) = 100٪ - ω 2 (Fe) = 100٪ - 70.0٪ = 30.0٪. اجازه دهید تعداد مول عناصر موجود در ترکیب را با "x" (آهن) و "y" (اکسیژن) نشان دهیم. سپس نسبت مولی به این صورت خواهد بود (مقادیر جرم های اتمی نسبی گرفته شده از جدول تناوبی مندلیف را به اعداد کامل گرد می کنیم): x:y = ω 1 (Fe)/Ar(Fe) : ω 1 (O)/Ar(O); x:y = 77.8/56: 22.2/16; x:y = 1.39: 1.39 = 1:1. این بدان معناست که فرمول اولین اکسید آهن FeO خواهد بود. x:y = ω 2 (Fe)/Ar(Fe) : ω 2 (O)/Ar(O); x:y = 70/56: 30/16; x:y = 1.25: 1.875 = 1: 1.5 = 2: 3. این بدان معنی است که فرمول اکسید آهن دوم Fe 2 O 3 خواهد بود.
پاسخ دهید	FeO، Fe2O3

مثال 2

ورزش کنید	اگر کسر جرمی عناصر موجود در آن عبارتند از: ω(H) = 2.2٪، ω(I) = 55.7٪، ω(O) = 42.1٪ برای ترکیب هیدروژن، ید و اکسیژن فرمولی بنویسید.
راه حل	کسر جرمی عنصر X در یک مولکول از ترکیب NX با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. اجازه دهید تعداد مول عناصر موجود در ترکیب را به صورت "x" (هیدروژن)، "y" (ید)، "z" (اکسیژن) نشان دهیم. سپس نسبت مولی به این صورت خواهد بود (مقادیر جرم اتمی نسبی که از جدول تناوبی مندلیف گرفته شده است به اعداد کامل گرد می شود): x:y:z = ω(H)/Ar(H) : ω(I)/Ar(I) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 2.2/1: 55.7/127: 42.1/16; x:y:z= 2.2: 0.44: 2.63 = 5: 1: 6. این بدان معناست که فرمول ترکیب هیدروژن، ید و اکسیژن H 5 IO 6 خواهد بود.
پاسخ دهید	H5IO6

به دست آوردن منگنز

با استفاده از روش آلومینوترمیک، اکسید Mn 2 O 3 تشکیل شده در طی کلسیناسیون پیرولوزیت کاهش می یابد:

خواص شیمیایی

در طی اکسیداسیون در هوا غیرفعال می شود. منگنز پودر شده در اکسیژن می سوزد:

هنگامی که منگنز گرم می شود، آب را تجزیه می کند و هیدروژن را جایگزین می کند:

در این حالت لایه هیدروکسید منگنز تشکیل شده باعث کاهش سرعت واکنش می شود.

منگنز هیدروژن را جذب می کند و با افزایش دما حلالیت آن در منگنز افزایش می یابد. در دماهای بالاتر از 1200 درجه سانتیگراد با نیتروژن واکنش می دهد و نیتریدهایی با ترکیبات مختلف تشکیل می دهد.

کربن با منگنز مذاب واکنش می دهد و کاربیدهای Mn 3 C و غیره را تشکیل می دهد. همچنین سیلیسیدها، بوریدها و فسفیدها را تشکیل می دهد.

با اسیدهای کلریدریک و سولفوریک مطابق با معادله واکنش می دهد:

با اسید سولفوریک غلیظ، واکنش مطابق با معادله انجام می شود:

با رقیق شده اسیدهای نیتریکاوه واکنش معادله زیر است:

منگنز در محلول قلیایی پایدار است.

اکسیدها و هیدروکسیدهای منگنز

اکسیدها	MnO	Mn2O3	MnO2	(MnO3)	Mn2O7
خواص	اساسی تلفظ می شود	اساسی	آمفوتریک	اسیدی	به شدت اسیدی است
هیدروکسیدها	Mn(OH)2	Mn(OH)3	Mn(OH)4 H2MnO3	H2MnO4	HMnO4
خواص	اساسی تلفظ می شود	اساسی	آمفوتریک	اسیدی	بسیار اسیدی
عناوین	هیدروکسید منگنز (II)؛ نمک های منگنز (II).	منگنز (III) هیدروکسید؛ نمک های منگنز (III).	منگنز (IV) هیدروکسید؛ منگنات (IV)	اسید منگنز (VI)؛ منگنات (VI)	اسید منگنز (VII)؛ پرمنگنات

اکسیدها و هیدروکسیدهای منگنز

ترکیبات منگنز (II).اکسید و هیدروکسید منگنز (II) فقط خواص اساسی را نشان می دهند. آنها در آب نامحلول هستند، اما به راحتی در اسیدها حل می شوند و نمک های منگنز دو ظرفیتی را تشکیل می دهند.

بیشتر نمک های منگنز دو ظرفیتی در آب بسیار محلول هستند و در کاتیون تحت هیدرولیز قرار می گیرند. نمک های کم محلول شامل نمک های میانی - سولفید، فسفات و کربنات هستند.

در حالت کریستالی، نمک‌های منگنز (II) در محلول‌های آبی رنگ کمی دارند و عملاً بی‌رنگ هستند.

هیدروکسید منگنز دو ظرفیتی به طور غیرمستقیم - با اثر قلیایی بر روی محلول های نمکی تشکیل می شود. در لحظه تشکیل، یک رسوب سفید تشکیل می شود (اغلب به صورت جامد مشاهده می شود) که در هوا به تدریج تحت تأثیر اکسیژن اتمسفر قهوه ای می شود:

2Mn(OH) 2(s) + 2H 2 O (l) + O 2(g) → 2Mn(OH) 4(s).3MnSO 4 (a) + 2KClO 3 (a) +12KOH (a) → 3K 2 MnO 4 (a) + 2KCl (a) + 3K 2 SO 4 (a) + 6H 2 O (l)

2MnSO4 (c) +5PbO2 (t) +6HNO3 (c) →2HMnO4 (c) +3Pb(NO 3) 2 (c) +2PbSO4 (c) +2H2O (l).

اکسید منگنز (II) MnO - جامد سبز - می توان با احیای اکسید منگنز (IV) در جریان هیدروژن به دست آورد:
MnO2+H2=MnO+H2O
MnO- یک اکسید بازی معمولی، با آب واکنش نمی دهد. مربوط به هیدروکسید منگنز (II)، Mn(OH)2 است که یک باز ضعیف است. در طی برهمکنش قلیاها با نمک های منگنز (II) به صورت رسوب گوشتی رسوب می کند:
MnСl2+2NaOH=Mn(OH)2¯+2NaCl
Mn(OH)2+2HCl=MnСl2+2H2O
نمک های منگنز (II) معمولاً در آب بسیار محلول هستند، به جز Mn3 (PO4)2، MnS، MnCO3.

ترکیبات منگنز (III).نمک های منگنز سه ظرفیتی تیره رنگ هستند و تمایل به تشکیل نمک های پیچیده (کمپلکس های اسیدی) دارند ). تمام نمک های منگنز (III) ناپایدار هستند. در یک محلول اسیدی آنها به راحتی به نمک های منگنز (II) تبدیل می شوند. در یک محلول خنثی، نمک های ساده به راحتی هیدرولیز می شوند و هیدروکسید تشکیل می دهند Mn(III)که به سرعت در هوا به هیدروکسید منگنز (IV) تبدیل می شود. هیدروکسید منگنز (III) - Mn2O3ּ H 2 Oیا MnO(OH)به طور طبیعی به عنوان یک ماده معدنی وجود دارد مانگانیتا(سنگ معدن منگنز قهوه ای).

رسید

مواد معدنی موجود در طبیعت عبارتند از: برونیت، کورناکیت و بیکس بایت - اکسید منگنز با ناخالصی های مختلف.

اکسیداسیون اکسید منگنز (II):

کاهش اکسید منگنز (IV):

ترکیبات منگنز (IV)اکسید Mn(IV)پایدارترین ترکیب اکسیژن منگنز در شرایط عادی. MnO2و هیدروکسید مربوط به آن عملاً در آب نامحلول هستند.

تهیه اکسید منگنز 4:

· در شرایط آزمایشگاهی از تجزیه حرارتی پرمنگنات پتاسیم به دست می آید.

4KMnO4→4MnO2+2K2O+3O2

· اما واکنش در واقع از معادله پیروی می کند:

2KMnO4→MnO2+K2MnO4+O2

· همچنین با واکنش پرمنگنات پتاسیم با پراکسید هیدروژن قابل تهیه است.

2KMnO4+H2O2→2KOH+2MnO2+2O2

· در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد، پرمنگنات پتاسیم توسط هیدروژن کاهش می یابد:

2KMnO4+2H2→K2MnO4+MnO2+2H2O

خواص شیمیایی

1) هنگامی که اکسید منگنز (IV) (پیرولوزیت) با مواد قلیایی در حضور اکسیژن ذوب می شود، منگنات ها تشکیل می شوند:

2) کلرید منگنز (II) - در حالت بی آب به صورت برگهای صورتی روشن ظاهر می شود و از تصفیه منگنز، اکسید یا کربنات آن با کلرید هیدروژن خشک به دست می آید.

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O (کلر از این واکنش در آزمایشگاه به دست می آید)

MnCO 3 + 2HCl = MnCl 2 + CO 2 + H 2 O

3) MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K 2 MnO 4 + KCl + 3H 2 O (واکنش در طول همجوشی رخ می دهد)

4) 2MnO 2 + 2H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O.

منگنز (IV) هیدروکسید نمایشگاه شخصیت آمفوتریک- دی اکسید منگنز به مقدار مساوی اسیدی و بازی را می توان در آزمایشگاه از طریق تکلیس منگنز (NO 3) 2 در هوا به دست آورد:

Mn(NO 3) 2 = MnO 2 + 2NO 2

ترکیبات منگنز (VI)اکسید منگنز شش ظرفیتی به صورت آزاد جدا نشده است. هیدروکسید منگنز (VI) ویژگی اسیدی دارد. اسید منگنز آزاد (VI) در یک محلول آبی با توجه به طرح زیر ناپایدار و نامتناسب است:

3H 2 MnO 4 (c) → 2HMnO 4 (c) + MnO 2 (s) + 2H 2 O (l).

منگنات ها (VI) از ترکیب دی اکسید منگنز با قلیایی در حضور عوامل اکسید کننده تشکیل می شوند و رنگ سبز زمردی دارند. در یک محیط به شدت قلیایی، منگنات ها (VI) کاملاً پایدار هستند. هنگام رقیق کردن محلول های قلیایی، هیدرولیز رخ می دهد، همراه با نامتناسب:

3K 2 MnO 4 (c) + 2H 2 O (l) → 2KMnO 4 (c) + MnO 2 (s) + 4KOH (c).

منگنات ها (VI) عوامل اکسید کننده قوی هستند که در یک محیط اسیدی کاهش می یابند Mn(II)و در محیط های خنثی و قلیایی – تا MnO2.تحت تأثیر عوامل اکسید کننده قوی، منگنات ها (VI) می توانند اکسید شوند Mn(VII):

2K 2 MnO 4 (c) + Cl 2 (g) → 2KMnO 4 (c) + 2KCl (c).

هنگامی که در دمای بالای 500 درجه سانتیگراد گرم می شود، منگنات (VI) به محصولات زیر تجزیه می شود:

منگنات (IV) و اکسیژن:

2K 2 MnO 4 (t) → K 2 MnO 3 (t) + O 2 (g).

ترکیبات منگنز (VII).اکسید منگنز (VII) - Mn2O7هنگامی که اسید سولفوریک غلیظ با پرمنگنات پتاسیم واکنش می دهد به صورت مایع روغنی سبز تیره آزاد می شود:

2KMnO 4 (t) + H 2 SO 4 (k) = K 2 SO 4 (c) + Mn 2 O 7 (l) + H 2 O (l).

اکسید منگنز (VII) تا دمای 10 درجه سانتیگراد پایدار است و طبق طرح زیر به صورت انفجاری تجزیه می شود:

Mn 2 O 7 (l) → 2 MnO 2 (s) + O 3 (g).

هنگام تعامل Mn2O7اسید پرمنگانیک با آب تشکیل می شود HMnO4که دارای رنگ بنفش قرمز است:

Mn 2 O 7 (l) + H 2 O (l) = 2HMnO 4 (c) (فقط به شکل یون MnO 4 - و H +).

به دست آوردن اسید پرمنگانیک بدون آب در محلول ممکن نبود تا غلظت 20٪ پایدار باشد. این خیلی اسید قوی درجه تفکیک ظاهری در محلولی با غلظت 0.1 mol/dm 3 93 درصد است.

اسید پرمنگانیک یک عامل اکسید کننده قوی است.حتی با انرژی بیشتری تعامل می کند Mn2O7، مواد قابل اشتعال در تماس با آن مشتعل می شوند. اکسید منگنز (VII) Mn 2 O 7 - انیدرید منگنز یک روغن سنگین سبز قهوه ای است که از اثر اسید سولفوریک غلیظ بر روی پرمنگنات پتاسیم جامد به دست می آید:

2KMnO 4 + H 2 SO 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

نمک های منگنز

1) محلول منگنات دارای رنگ سبز تیره است. هنگامی که اسیدی می شود، واکنش رخ می دهد:

2) هنگام کلسینه شدن، پرمنگنات ها با آزاد شدن اکسیژن تجزیه می شوند (یکی از روش های آزمایشگاهیبه دست آوردن اکسیژن خالص). واکنش مطابق با معادله (با استفاده از مثال پرمنگنات پتاسیم) پیش می رود:

3) تحت تأثیر عوامل اکسید کننده قوی، یون Mn2+ به یون MnO 4- تبدیل می شود:

4) پرمنگنات پتاسیم به عنوان ضد عفونی کننده استفاده می شود. محلول های آبی با غلظت های مختلف از 0.01 تا 0.5٪ برای ضد عفونی زخم ها، غرغره و سایر روش های ضد التهابی استفاده می شود. با موفقیت از محلول های 2 تا 5 درصد پرمنگنات پتاسیم برای سوختگی های پوستی استفاده می شود (پوست خشک می شود و حباب ایجاد نمی شود). برای موجودات زنده، پرمنگنات ها سم هستند (آنها باعث انعقاد پروتئین می شوند). خنثی سازی آنها با محلول 3٪ انجام می شود H 2 O 2، اسیدی شده اسید استیک:

2KMnO 4 +5H 2 O 2 +6CH 3 COOH→2Mn(CH 3 COO) 2 +2CH 3 COOK +8H 2 O+ 5O 2

5) پرمنگنات ها مواد آلی را در محیط های اسیدی و قلیایی اکسید می کنند:

· 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5C 2 H 5 OH → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5CH 3 COH + 8H 2 O

· 4KMnO 4 + 2NaOH + C 2 H 5 OH → MnO 2 ↓ + 3CH 3 COH + 2K 2 MnO 4 + Na 2 MnO 4 + 4H 2 O

6) MnSO 4 + 2NaOH → Mn(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

7) تمام نمک های منگنز (II) موجود در ORR که در محلول ها جریان دارند، عوامل کاهنده هستند:

3Mn(NO 3) 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → 5MnO 2 + 4HNO 3 + 2KNO 3

8) نمک های منگنز (II) هیدرولیز نمی شوند و کمپلکس های آبی قوی تشکیل می دهند:

Mn 2+ + 6H 2 O → 2+

MnCl 2 + 6H 2 O → Cl 2

9) Mn(CN) 2 - یک ترکیب سفید نامحلول که به دلیل تشکیل کمپلکس در حضور KCN حل می شود:

4KCN + منگنز (CN) 2 = هگزوسیانومنگنات پتاسیم K4

به همین ترتیب:

4KF + MnF 2 = K 4

2KCl + MnCl 2 = K 2

کاربرد رنگ ها:

ارسال کار خوب خود به پایگاه دانش آسان است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

ایالت فدرال

مؤسسه آموزشی بودجه

آموزش عالی حرفه ای

(FSBEI HPE به نام N. P. OGAREV)

موسسه فیزیک و شیمی

گروه شیمی عمومی و معدنی

کار درسی

اکسیدهای منگنز

اولخوفسکایا V.E.

رئیس کار: KHN، استاد

Zyuzina L.F.

سارانسک - 2014

مقدمه

این کار به مطالعه اکسیدهای منگنز اختصاص یافته است: خواص فیزیکی و شیمیایی آنها، تولید دی اکسید منگنز. راه حل این مشکل از نظر نظری و عملی اهمیت زیادی دارد.

هدف کار دوره- شناسایی امیدوارکننده ترین و مقرون به صرفه ترین روش برای تولید دی اکسید منگنز.

مطابق با هدف تعیین شده، وظایف زیر حل شد:

· انجام تجزیه و تحلیل مقالات در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی، روش های تولید، روش های استفاده از اکسیدهای منگنز و منگنز،

· فن آوری های تولید دوکسید منگنز را آشکار کرده و موثرترین آنها را شناسایی کنید.

· انجام محاسبات.

پایگاه اطلاعاتی این مطالعه، مواد مجموعه کتابخانه ای، وب سایت های حرفه ای و مشاوره معلمان بود.

در طول تحقیق از روش کلی علمی تحلیل استفاده کردم.

این کار شامل یک مقدمه، بخش اصلی، یک نتیجه‌گیری، یک پیوست و فهرست منابع است.

بررسی تحلیلی

اکسیدهای منگنز

ترکیبات اکسیژن منگنز از نظر خواص بسیار زیاد و متفاوت است که هیچ عنصر دیگری وجود ندارد. موارد زیر شناخته شده است: MnO، Mn3O4، Mn2O3، MnO2، MnO3، Mn2O7. ترکیب اکسید بالاتر موقعیت منگنز را در گروه 7 تعیین می کند جدول تناوبی. کمترین اکسید یک باز است. نمک های مربوط به MnO، اکسید نیتروژن، از اثر اسیدها روی منگنز فلزی و تمام اکسیدهای آن به دست می آیند و اکسیژن اضافی از اکسیدهای بالاتر آزاد می شود.

MnnОm + 2nHX = nМnХ2 + nН2O + (m?n)O;

هنگامی که اسید کلریدریک مصرف می کنید، کلر آزاد می شود:

MnnОm + 2mHCl = nMnCl2 + mH2O + (m?n)Cl2.

در دمای اتاق، تمام اکسیدها هنگام گرم شدن می توانند وجود داشته باشند، تنها یکی ثابت است - Mn3O4. هنگامی که روی یک مشعل دمنده در یک بوته با دسترسی به هوا گرم می شود، MnO اکسیژن را جذب می کند و MnO2 آن را از دست می دهد و همچنین Mn2O3 - در هر دو مورد، Mn3O4 تشکیل می شود و بنابراین، در تجزیه و تحلیل کمی، وزن کردن به شکل این اکسید است. استفاده می شود؛ اکسیدهای بالاتر MnO3 و Mn2O7 به صورت آزاد حتی در شرایط معمولی بسیار ناپایدار هستند. سرعت خواص اساسی MnO بسیار قابل توجه است. همانطور که اکسیژن انباشته می شود، خواص اساسی ضعیف می شود، اما می توان آنها را حتی برای Mn2O7 نیز مشاهده کرد. از سوی دیگر، MnO2، به عنوان یک باز بسیار ضعیف، در حال حاضر ویژگی های یک اکسید اسیدی ضعیف را نشان می دهد. خواص انیدرید MnO3 و به خصوص Mn2O7 کاملاً مشخص است.

اکسید منگنز به راحتی با حرارت دادن اکسیدهای بالاتر یا کربنات منگنز به شکل پودر سبز رنگ در جریان هیدروژن به دست می آید. اگر هیدروژنی که در آن گرم می شود حاوی مقداری هیدروژن کلرید باشد به هشت وجهی شفاف، سبز و براق تبدیل می شود. این کریستال ها بدون تغییر شکل، با گرم شدن در هوا به Mn3O4 تبدیل می شوند. هیدرات نیتروژن Mn(OH)2 توسط مواد قلیایی از محلول های نمک های نیتروژن به شکل رسوب سفیدی رسوب می کند که در اثر اکسیداسیون به سرعت در هوا قهوه ای می شود. خواص شیمیایی MnO بسیار شبیه به MgO است. خواص اساسی MnO واضح تر است. نمک های MnX2 یا مشابه نمک های MgX2 یا نمک های FeX2، NiX2، CuX2 هستند.

جدول 1. اکسیدهای منگنز.

نام		نقطه ذوب	نقطه جوش
اکسید منگنز (II).
اکسید منگنز (II، III).				قهوه ای
اکسید منگنز (II,IV).
اکسید منگنز (III).		940 درجه سانتیگراد (دکتر)		قهوه ای تیره
اکسید منگنز (IV)
اکسید منگنز (VI)
اکسید منگنز (VII).				سبز تیره

اکسید منگنز (II).

جدول 2. اکسید منگنز (II).

اکسید منگنز (II).
نام سیستماتیک	اکسید منگنز (II).
شیمی. فرمول
خواص فیزیکی
ایالت	کریستال های مکعبی یا شش ضلعی سبز
جرم مولی	70.94 گرم در مول
تراکم
خواص حرارتی
دمای ذوب
دمای جوش

اکسید مارگنز (II) -- MnO -- اکسید منگنز پایین، مونوکسید.

خواص فیزیکی

نقطه ذوب 1569 درجه سانتیگراد. نقطه جوش 3127 درجه سانتی گراد* (*- با تفکیک بالا می رود) دو سیستم از کریستال های اکسید منگنز (II) شناخته شده است:

· مکعب (a = 0.4448 نانومتر)؛

· اصلاح شش ضلعی (پایدار تا 155.3 درجه سانتیگراد).

ضد فرومغناطیس با نقطه نیل 122 K، نیمه هادی. جرم مولی 70.94 گرم بر مول. رنگ کریستال ها سبز یا سبز خاکستری است. سیستم مکعبی دارای چگالی 5.18 گرم بر سانتی متر مکعب است.

خواص شیمیایی

نامحلول در آب. به راحتی اکسید می شود و یک پوسته MnO2 شکننده تشکیل می دهد. هنگامی که با هیدروژن یا فلزات فعال حرارت داده می شود به منگنز کاهش می یابد.

ویژگی های عمدتاً اساسی را نشان می دهد. با آب و محلول های قلیایی برهمکنش نمی کند، در اسیدها حل می شود و نمک های منگنز (II) و آب را تشکیل می دهد.

هنگامی که با قلیاها در اکسیژن اضافی ترکیب می شود، هیپومنگنات ها را تشکیل می دهد:

خواص ترمیمی را نشان می دهد.

خواص زمین شناسی

به ندرت در طبیعت یافت می شود. شامل منگنوزیت

رسید

اکسید منگنز (II) را می توان با کلسینه کردن در دمای 300 به دست آورددرجه سانتی گراد از نمک های منگنز (II) حاوی اکسیژن در یک جو گاز بی اثر. از MnO2 معمولی از طریق کاهش جزئی در دمای 700-900 درجه سانتیگراد با هیدروژن یا مونوکسید کربن به دست می آید.

در طی تجزیه حرارتی هیدروکسید منگنز (II) و نمکها در یک اتمسفر بی اثر:

یا کاهش MnO2:

کاربرد

به عنوان کاتالیزور برایهیدروژن زدایی پیپریدین

برای گوگرد زدایی فلزات استفاده می شود.

جزء بسیاری از مواد سرامیکی.

نمک های منگنز (II) به طور گسترده ای به عنوان کاتالیزور برای فرآیندهای اکسیداسیون استفاده می شود. به عنوان مثال، افزودن نمک های روغن بذر کتان اکسیداسیون دومی را توسط اکسیژن اتمسفر تسریع می کند و در نتیجه خشک شدن رنگ را تسریع می کند. روغن بذر کتان حاوی نمک منگنز (II).

اکسید منگنز (II، III).

جدول 3. اکسید منگنز (II,III).

اکسید منگنز (II، III).
نام سیستماتیک	اکسید منگنز (II، III).
شیمی. فرمول
خواص فیزیکی
ایالت	کریستال های قهوه ای مشکی
جرم مولی	228.81 گرم در مول
تراکم	4.70; 4.856 گرم در سانتی متر
خواص حرارتی
دما شناور	1560; 1564; 1705 درجه سانتی گراد
مولر. ظرفیت گرمایی	139.3 J/(mol K)
آنتالپی تشکیل	1387.6 کیلوژول بر مول

اکسید منگنز (II,III) یک ترکیب معدنی است، اکسید فلز منگنز با فرمول Mn3O4، بلورهای قهوه ای سیاه، نامحلول در آب.

رسید

· این ماده معدنی در طبیعت وجود داردهاسمانیت -- Mn3O4 با ناخالصی.

خواص فیزیکی

اکسید منگنز (II,III) بلورهای قهوه ای-سیاه سیستم چهارضلعی را تشکیل می دهد، گروه فضایی I 41/amd، پارامترهای سلولی a = 0.575 نانومتر، c = 0.942 نانومتر، b = 103.9 درجه، Z = 4.

در دمای 1160 درجه سانتیگراد یک انتقال به فاز مکعبی وجود دارد.

پارامغناطیس.

اکسید منگنز (II,IV).

جدول 4. اکسید منگنز (II,IV).

اکسید منگنز (II,IV) یک ترکیب معدنی است، اکسید فلز منگنز با فرمول Mn5O8، می تواند به عنوان ارتومنگانیت منگنز Mn3(MnO4)2، جامد، نامحلول در آب در نظر گرفته شود.

رسید

· اکسیداسیوناکسید منگنز (II) یا اکسید منگنز (II,III):

خواص فیزیکی

اکسید منگنز (II,IV).- ماده جامدی که در آب نامحلول است.

خواص شیمیایی

هنگامی که گرم می شود، تجزیه می شود:

اکسید منگنز (III).

جدول 5. اکسید منگنز (III).

اکسید منگنز (III).
نام سیستماتیک	اکسید منگنز (III).
شیمی. فرمول
خواص فیزیکی
ایالت	کریستال های قهوه ای مشکی
جرم مولی	157.87 گرم در مول
تراکم	4.50; 4.57-4.60 g/cm³
خواص حرارتی
دما شناور	تجزیه 1080 درجه سانتی گراد
مول. ظرفیت گرمایی	107.5 J/(mol K)
آنتالپی تشکیل	957.7 کیلوژول بر مول

اکسید منگنز (III) یک ترکیب معدنی است، اکسید فلز منگنز با فرمول Mn2O3، بلورهای قهوه ای مایل به سیاه، نامحلول در آب.

رسید

· مواد معدنی موجود در طبیعتبرونیت، کورناکیت و بیکسبیت - اکسید منگنز با ناخالصی های مختلف.

اکسیداسیون اکسید منگنز (II):

کاهش اکسید منگنز (IV):

خواص فیزیکی

اکسید منگنز (III) کریستال‌های قهوه‌ای مایل به سیاه را با چندین اصلاح تشکیل می‌دهد:

· b-Mn2O3، سیستم لوزی، کانی کورناکیت.

· β-Mn2O3، سیستم مکعبی، گروه فضایی I a3، پارامترهای سلول a = 0.941 نانومتر، Z = 16، بیکس بایت معدنی.

· g-Mn2O3، سیستم چهار ضلعی، پارامترهای سلول a = 0.57 نانومتر، c = 0.94 نانومتر.

در آب حل نمی شود.

پارامغناطیس.

خواص شیمیایی

هنگام گرم شدن تجزیه می شود:

کاهش یافته توسط هیدروژن:

· هنگامی که در اسیدها حل می شود، نامتناسب می شود:

· هنگامی که با اکسیدهای فلزی ذوب می شود، نمک های منگنیت را تشکیل می دهد:

اکسید منگنز (IV)

جدول 6. اکسید منگنز (IV).

اکسید منگنز (IV)
نام سیستماتیک	دی اکسید منگنز
شیمی. فرمول
خواص فیزیکی
ایالت	بلورهای چهارضلعی سیاه
جرم مولی	86.9368 گرم در مول
تراکم
خواص حرارتی
دما تجزیه
آنتالپی تشکیل	521.5 کیلوژول بر مول

خواص شیمیایی

در شرایط عادی کاملاً بی اثر رفتار می کند. هنگامی که با اسیدها گرم می شود، خاصیت اکسید کنندگی از خود نشان می دهد، به عنوان مثال، به صورت غلیظ اکسید می شود. اسید هیدروکلریکبه کلر:

با اسیدهای سولفوریک و نیتریک، MnO2 با آزاد شدن اکسیژن تجزیه می شود:

هنگام تعامل با عوامل اکسید کننده قوی، دی اکسید منگنز به ترکیبات Mn7+ و Mn6+ اکسید می شود:

دی اکسید منگنز خاصیت آمفوتریکی دارد. بنابراین، هنگامی که محلول اسید سولفوریک نمک MnSO4 با پرمنگنات پتاسیم در حضور اسید سولفوریک اکسید می شود، یک رسوب سیاه از نمک Mn(SO4)2 تشکیل می شود.

هنگامی که با قلیاها و اکسیدهای بازی ترکیب می شود، MnO2 به عنوان یک اکسید اسیدی عمل می کند و نمک های منگنیت را تشکیل می دهد:

یک کاتالیزور برای تجزیه پراکسید هیدروژن است:

رسید

در شرایط آزمایشگاهی که با تجزیه حرارتی به دست می آیدپرمنگنات پتاسیم:

همچنین می توان آن را با واکنش پرمنگنات پتاسیم با پراکسید هیدروژن تهیه کرد. در عمل، MnO2 حاصل به طور کاتالیزوری پراکسید هیدروژن را تجزیه می کند، در نتیجه واکنش به پایان نمی رسد.

در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد، کاهش پرمنگنات پتاسیم با هیدروژن:

اکسید منگنز (VII).

· اکسید منگنز (VII) Mn2O7 - مایع روغنی قهوه ای مایل به سبز (ذوب = 5.9 درجه سانتیگراد)، ناپایدار در دمای اتاق. یک اکسید کننده قوی، پس از تماس با مواد قابل اشتعال، آنها را مشتعل می کند، احتمالاً با انفجار. هنگام تعامل با یک فشار، از یک فلاش روشن نور منفجر می شود مواد آلی. اکسید منگنز (VII) Mn2O7 را می توان با اثر اسید سولفوریک غلیظ بر روی پرمنگنات پتاسیم به دست آورد:

اکسید منگنز (VII) ناپایدار است و به اکسید منگنز (IV) و اکسیژن تجزیه می شود:

در همان زمان، ازن آزاد می شود:

اکسید منگنز (VII) با آب واکنش می دهد و اسید پرمنگانیک تشکیل می دهد:

اکسید منگنز (VI)

جدول 7. اکسید منگنز (VI).

اکسید منگنز (VI) یک ترکیب غیر آلی، اکسید فلز منگنز با فرمول MnO3، یک ماده آمورف قرمز تیره است که با آب واکنش می دهد.

ماده شیمیایی تولید دی اکسید منگنز

رسید

· از تراکم بخارات بنفش که هنگام گرم شدن محلول آزاد می شود تشکیل می شودپرمنگنات پتاسیم در اسید سولفوریک:

خواص فیزیکی

اکسید منگنز (VI) یک ماده آمورف قرمز تیره را تشکیل می دهد.

خواص شیمیایی

· هنگام گرم شدن تجزیه می شود:

با آب واکنش نشان می دهد:

با قلیاها نمک ها - منگنات ها را تشکیل می دهد:

الگوهای تغییرات در خواص اکسیدهای منگنز

پایدارترین آنها MnO2، Mn2O3 و Mn3O4 (اکسید مخلوط - تتروکسید تری منگنز) هستند.

خواص اکسیدهای منگنز به حالت اکسیداسیون فلز بستگی دارد: با افزایش درجه اکسیداسیون، خواص اسیدی افزایش می یابد:

MnO > Мn2О3 > MnO2 > Мn2О7

اکسیدهای منگنز بسته به درجه اکسیداسیون فلز، خواص اکسید کننده یا کاهنده از خود نشان می دهند: اکسیدهای بالاتر عامل اکسید کننده هستند و به MnO2 احیا می شوند، اکسیدهای پایین تر عامل کاهنده هستند و وقتی اکسید می شوند، MnO2 را تشکیل می دهند. بنابراین، MnO2 پایدارترین اکسید است.

روش های تولید دی اکسید منگنز

این اختراع مربوط به زمینه متالورژی، به طور خاص، تولید اکسیدهای منگنز با کیفیت بالا است که می تواند به طور گسترده در صنایع شیمیایی و متالورژی استفاده شود. روش تولید دی اکسید منگنز شامل حل کردن مواد خام حاوی منگنز در اسید نیتریک برای به دست آوردن محلولی از نیترات منگنز و نیترات های کلسیم، پتاسیم، منیزیم و ناخالصی های سدیم موجود در سنگ معدن است. سپس تجزیه حرارتی نیترات ها در اتوکلاو انجام می شود. تجزیه حرارتی با کاهش ثابت فشار در اتوکلاو انجام می شود که از فشار 0.6 مگاپاسکال شروع می شود و در پایان فرآیند به 0.15 مگاپاسکال کاهش می یابد. در این حالت در حین تجزیه حرارتی، خمیر کاغذ به طور مداوم با همزن چرخان با سرعت 15-1 دور در دقیقه به هم زده می شود و ارتعاش با فرکانس 20-50 هرتز به آن اعمال می شود. این روش را می توان در شرکت های شیمیایی که اتوکلاوهای تحت فشار دارند اجرا کرد. نتیجه فنی اختراع تولید دی اکسید منگنز با کیفیت بهبود یافته است. 2 برگه، 2 پر.

این اختراع مربوط به زمینه متالورژی آهنی، به طور خاص، تولید دی اکسید منگنز با کیفیت بالا است که می تواند به طور گسترده در صنایع شیمیایی و متالورژی، به ویژه در تولید منگنز الکترولیتی و الکتروترمال، فرومنگنز کربن متوسط ​​استفاده شود. و آلیاژهای کم فسفر بر اساس آن.

از ادبیات فنی، چندین روش برای تولید دی اکسید منگنز خالص شناخته شده است: شیمیایی، هیدرومتالورژیکی، پیروهیدرو متالورژیکی و پیرومتالورژیکی.

الزامات اصلی روش های شیمیایی برای تولید دی اکسید منگنز عبارتند از:

راندمان حذف فسفر و باند.

سادگی طراحی سخت افزار؛

عملکرد بالا؛

در دسترس بودن و کم هزینه بودن معرف ها.

روشی شناخته شده برای تولید دی اکسید منگنز خالص با استفاده از روش اسید سولفوریک وجود دارد. ماهیت روش به شرح زیر است: یک سوسپانسیون (S:L = 1:4) تهیه شده از سنگ معدن و محلول دی تیونات کلسیم از آن عبور می کند. دی اکسید گوگرد، حاوی دی اکسید گوگرد (SO2) و انیدریدهای سولفوریک (SO3). انحلال این گازها در آب منجر به تشکیل اسیدهای گوگردی و سولفوریک می شود. اکسیدهای منگنز به شدت در اسید گوگرد حل می شوند تا نمک منگنز اسید دی تیونات و سولفات منگنز را با توجه به واکنش ها تشکیل دهند: MnO2 + 2SO2 = MnS2O6. MnO2+SO2 = MnSO4.

در حضور دی تیونات کلسیم اضافی، سولفات کلسیم رسوب می کند و دی تیونات منگنز تشکیل می شود: MnSO4+CaS2O6=MnS2O6+CaSO4

خمیر شسته شده با شیر آهک تا PH 4-5 خنثی می شود، سپس برای اکسید شدن اکسید آهن و حذف دی اکسید گوگرد، هوادهی می شود. رسوبات زیر: آهن آهن، فسفر، آلومینیوم، سیلیس. رسوب فیلتر شده، با آب داغ شسته شده و به زباله دان فرستاده می شود. از محلول خالص شده، با افزودن آهک زنده، منگنز به صورت هیدروکسید رسوب می‌کند و دوباره دی تیونات کلسیم به دست می‌آید که به فرآیند بازگردانده می‌شود:

MnS2O6+Ca(OH)2=Mn(OH) 2+CaS2O6.

رسوب هیدروکسید منگنز فیلتر شده، شسته، خشک و کلسینه می شود. کنسانتره کلسینه شده حاوی: 92 - MnO2، 1.5 - SiO2، 4.0 - CaO، 0.02 - P2O5 و 0.5-3 - SO 2 (M.I. Gasik. Metallurgy of manganese. Kyiv: Technology, 1979, pp.55-).

معایب روش شناخته شده برای تولید دی اکسید منگنز عبارتند از:

پیچیدگی طراحی سخت افزار؛

این محصول با سنگ های زائد (SiO2، CaO و غیره) آلوده است.

غلظت بالای گوگرد در محصول نهایی (از 5/0 تا 3 درصد).

نزدیکترین روش پیشنهادی از نظر ماهیت فنی و اثر به دست آمده، روش تولید دی اکسید منگنز با تجزیه حرارتی نیترات منگنز در حضور نیترات های کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سدیم است که بر اساس آن تجزیه در یک سطح انجام می شود. فشار 0.15-1.0 MPa (گواهی مؤلف شماره 1102819، cl. C22B 47/00؛ C01G 45/02، اولویت مورخ 20/05/83، انتشار 15/07/84، بولتن شماره 26).

طبق روش نمونه اولیه، دی اکسید منگنز در حضور نیترات های کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سدیم تولید می شود، تجزیه در فشار 0.15-1.0 مگاپاسکال انجام می شود.

پارامترهای تکنولوژیکی و خواص روش نمونه اولیه:

دمای تجزیه، درجه سانتیگراد - 170-190;

سرعت تشکیل دی اکسید منگنز، کیلوگرم بر متر مکعب - 500-700؛

درجه تجزیه منگنز(NO3)2، درصد مقدار اولیه - 78-87;

شرایط تخلیه خمیر از راکتور - توسط گرانش.

مصرف انرژی، MJ/kg - 1.7-2.2;

از معایب این روش شناخته شده، سرعت کم تجزیه نیترات منگنز، مصرف انرژی بالا و مقدار زیاد آب در اکسیدهای نیتروژن حاصل می باشد.

هدف از این اختراع ساده سازی فناوری تولید دی اکسید منگنز، افزایش سرعت تجزیه و بازده محصول است.

هدف با این واقعیت حاصل می شود که فرآیند تجزیه حرارتی با کاهش تدریجی فشار در اتوکلاو انجام می شود که از فشار 0.6 مگاپاسکال شروع می شود و در پایان فرآیند به 0.15 مگاپاسکال کاهش می یابد، در حالی که خمیر کاغذ است. به طور مداوم با یک همزن چرخان با سرعت 1-15 دور در دقیقه پردازش می شود. در این حالت، در طول فرآیند تجزیه حرارتی، ارتعاش با فرکانس 20-50 هرتز به همزن دوار اعمال می شود.

مقدار فشار بالایی برای تجزیه حرارتی نیترات ها با شرایط پردازش اکسیدهای نیتروژن به اسید تعیین می شود (در فشاری که بیش از 0.6 مگاپاسکال نباشد) و حد پایین با مصلحت عملی تعیین می شود. کاهش تدریجی فشار تا 0.15 مگاپاسکال، تجزیه حرارتی کامل‌تر نیترات منگنز را تضمین می‌کند.

کاهش سرعت چرخش میکسر به کمتر از 1 دور در دقیقه، محلول خمیری همگنی را ارائه نمی دهد. افزایش سرعت چرخش بیش از 15 دور در دقیقه منجر به جدا شدن خمیر و نمایان شدن مناطقی با غلظت آب بیشتر (به دلیل تفاوت در چگالی) می شود.

فرکانس های ارتعاش کمتر - زیر 20 هرتز، اعمال شده بر روی میکسر، عملاً هیچ تأثیری بر تجزیه حرارتی نیترات منگنز ندارند. افزایش فرکانس ارتعاش بالای 50 هرتز توجیه اقتصادی ندارد.

اگر این شرایط برآورده شود، نه تنها سرعت تجزیه نیترات منگنز افزایش می‌یابد، بلکه خود فرآیند به طور کلی از نظر فناوری پیشرفته‌تر می‌شود. مشخص شده است که در فرآیند پیشنهادی، بازده خمیر به مقدار زیادی به آن بستگی ندارد خواص فیزیکیکه فرآیند تخلیه آن از راکتور را بسیار ساده می کند، در حالی که اکسیدهای نیتروژن حاوی غلظت کمتری از آب هستند و می توانند به راحتی دوباره به اسید تبدیل شوند. جدول 1 داده های مقایسه ای در مورد پارامترهای تکنولوژیکی برای تولید دی اکسید منگنز با استفاده از روش های شناخته شده و پیشنهادی ارائه می دهد. شاخص های (متوسط) روش پیشنهادی برای تولید دی اکسید منگنز، ارائه شده در جدول 8، بر اساس نتایج آزمایش ها (مثال 1) گرفته شده است.

جدول 8

پارامترها و خصوصیات تکنولوژیکی
معروف	پیشنهاد شده است
دمای تجزیه، درجه سانتیگراد
فشار، MPa		کاهش تدریجی فشار از 0.6 به 0.15
سرعت تشکیل دی اکسید منگنز، کیلوگرم بر متر مکعب
زمان لازم برای تشکیل 200 کیلوگرم دی اکسید منگنز، ساعت
درجه تجزیه منگنز(NO3)2، درصد مقدار اولیه
شرایط تخلیه خمیر کاغذ از راکتور	توسط جاذبه	توسط جاذبه
مصرف انرژی، MJ/kg MnO2
سرعت چرخش میکسر، دور در دقیقه.

در طول تجزیه حرارتی، ارتعاش با فرکانس 30 هرتز به همزن دوار اعمال شد - درجه تجزیه منگنز (NO3)2 2-3.5٪ افزایش می یابد.

فیزیکی خواص شیمیاییپودر:

چگالی - 5.10 گرم بر سانتی متر مکعب؛

H 2O - بیش از 3H10-2 wt.٪.

در زیر نمونه هایی وجود دارد که در حیطه ادعاها، منحصر به دیگران نیست.

مثال 1

1.5 کیلوگرم محلول نیترات با ترکیب زیر، درصد وزنی: 40.15 Mn(NO3)2; 25.7 کلسیم (NO3) 2 7.3 Mg (NO3)2; 9.2 KNO3; 5.7 NaNO3; 15.0 H2O.

وزن آب حذف شده در طول تجزیه حرارتی با تفاوت وزن آن در محلول اولیه و در فاز مایع خمیر مشخص شد. مقدار اکسیدهای نیتروژن آزاد شده با استوکیومتری واکنش تجزیه حرارتی نیترات منگنز مطابق با مقدار MnO2 بدست آمده تعیین شد. نتایج اصلی آزمایش ها در جدول 9 ارائه شده است.

جدول 9

گزینه ها	نمونه هایی از اجرای بتن
روش شناخته شده	روش پیشنهادی
دمای تجزیه، C°
فشار، MPa*
سرعت چرخش میکسر، دور در دقیقه
فرکانس ارتعاش، هرتز
زمان تجزیه، دقیقه
سرعت تشکیل MnO2، kg/m3h
حجم گازهای آزاد شده، m3 در هر کیلوگرم MnO2
عملکرد دی اکسید منگنز خشک، %
حد فشار بالایی برای تجزیه حرارتی نیترات ها توسط شرایط برای پردازش اکسیدهای نیتروژن به اسید تعیین می شود.

دی اکسید منگنز با ترکیب زیر، درصد وزنی به دست آمد: MnO2 - 99.6. آر<0,005; S<0,05; SiO2<0,1; (К, Mg, Na, Ca)<0,1.

بنابراین، روش پیشنهادی نه تنها تجزیه سریع‌تر نیترات منگنز را فراهم می‌کند، بلکه فناوری تولید MnO2 را هم در مرحله تخلیه و هم در مرحله بازسازی اکسیدهای نیتروژن به طور قابل توجهی ساده می‌کند. در همان زمان، هزینه های توزیع مجدد به طور قابل توجهی کاهش می یابد. بازده دی اکسید منگنز خشک حاصل 84-92 درصد در مقابل 78 درصد (طبق روش شناخته شده) از نظر تئوری ممکن است.

مثال 2

دی اکسید منگنز به دست آمده برای ذوب منگنز فلزی توسط یک فرآیند خارج از کوره استفاده می شود.

شارژ دارای ترکیب زیر، کیلوگرم بود:

فقط 15.5 کیلوگرم

مخلوط مخلوط شده، در محور ذوب بارگذاری شده و با استفاده از فیوز آتش زده شد. زمان ذوب 2.4 دقیقه بود. ما 5.25 کیلوگرم ترکیب فلز منگنز به دست آوردیم. % منگنز 98.9; Al 0.96; P - آثار (کمتر از 0.005٪) و 9.3 کیلوگرم ترکیب سرباره، درصد وزنی: MnO 14.6; Al2O3 68.3; CaO 18.0.

استخراج منگنز به آلیاژ 85.0٪ بود.

سرباره حاصل از ذوب فلز منگنز می تواند به عنوان ماده اولیه (به جای بوکسیت) در تولید آلومینیوم استفاده شود.

استفاده از اختراع پیشنهادی مشکل استفاده از ذخایر قابل توجه سنگ معدن منگنز با عیار پایین، به ویژه سنگ معدن کربنات کانسار Usinsk یا گره های فرومنگنز را حل می کند، که غنی سازی آن با هر وسیله دیگری در حال حاضر بی سود است.

آلیاژهای منگنز حاصل با غلظت بالای عنصر اصلی (منگنز) و محتوای کم ناخالصی های مضر (فسفر و کربن) مشخص می شوند.

استفاده از فروآلیاژهای منگنز در ذوب گریدهای فولادی با کیفیت بالا منجر به کاهش مصرف فلزی سازه ها می شود، فرآیند آلیاژسازی را ساده می کند و اثر اقتصادی قابل توجهی ارائه می دهد.

تولید کنسانتره منگنز به روش های شیمیایی کمبود فروآلیاژ منگنز را در کشور به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و می توان تولید آن را در کارخانه های شیمیایی سازماندهی کرد.

روش پیشنهادی برای تولید دی اکسید منگنز را می توان در شرکت هایی که توانایی استفاده از اکسیدهای نیتروژن را دارند سازماندهی کرد.

فرمول اختراع

روشی برای تولید دی اکسید منگنز از طریق تجزیه حرارتی، از جمله حل کردن مواد خام حاوی منگنز در اسید نیتریک برای به دست آوردن محلولی از نیترات ها و نیترات های منگنز، ناخالصی های کلسیم، پتاسیم، منیزیم، سدیم موجود در سنگ معدن، و متعاقب آن تجزیه حرارتی نیترات ها. در اتوکلاو، مشخصه آن این است که تجزیه حرارتی با کاهش ثابت فشار در اتوکلاو انجام می‌شود، از فشار 0.6 مگاپاسکال شروع می‌شود و در پایان فرآیند به 0.15 مگاپاسکال کاهش می‌یابد، در حالی که خمیر به طور مداوم با یک فرآوری می‌شود. میکسر با سرعت 1-15 دور در دقیقه می چرخد ​​و آن را با فرکانس 20 -50 هرتز می لرزاند.

بخش تجربی

تجربیات فوق در شرکت های بزرگ اعمال می شود.

من می خواهم یک روش آزمایشگاهی برای تولید دی اکسید منگنز در دی اکسید قلع در نظر بگیرم.

لوازم جانبی:

1. بوته چینی:

2.فیلتر شیشه ای.

ماهیت روش: تهیه اکسیدهای جامد با تجزیه حرارتی مخلوطی از SnC2O4*H2O و MnSO4*5H2O، کلسینه کردن در هوا.

سنتز اولیه SnC2O4 * H2O.

برای به دست آوردن اگزالات قلع، 10 گرم سولفات قلع و 4.975 گرم اگزالات آمونیوم مصرف کردیم. محلول های هر دو ماده برای این منظور تهیه شد، سولفات قلع در 100 میلی لیتر آب و اگزالات آمونیوم در 50 میلی لیتر آب حل شد. سپس محلولی از اگزالات آمونیوم به محلول سولفات قلع اضافه شد. بارش فعال رسوبات ریز سفید (SnC2O4*H2O) مشاهده شد. سوسپانسیون حاصل روی یک فیلتر شیشه ای ضخیم فیلتر شد.

معادله واکنش:

SnSO4* H2O +(NH4)2C2O4*H2O>SnC2O4*H2Ov+(NH4)2SO4 + H2O

نتیجه 7.934 گرم اگزالات قلع، با جرم تخمینی 9.675 بود. بازده واکنش 82.0 درصد بود.

با توجه به معادلات واکنش

MnSO4*5H2O >MnO + SO3 (g)+ 5 H2O(g) >MnO2.

SnC2O4*H2O >SnO + CO2 + H2O >SnO2

الف) 7.5% MnO2 / 92.5% SnO2.

برای به دست آوردن آن، 0.75 گرم SnC2O4 * H2O، 0.07 گرم MnSO4 * 5H2O گرفتیم. (از آنجایی که مقدار سولفات منگنز به طور قابل توجهی کمتر از مقدار اگزالات آمونیوم بود، برای دستیابی به همگنی بیشتر مخلوط، پس از قرار دادن آن در بوته چینی، چند قطره آب به آن اضافه شد. سپس مخلوط روی مشعل کلسینه شد. ). حالت کلسیناسیون در دمای 900 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت هیچ نتیجه ای نداشت (رنگ کرم مایل به خاکستری مخلوط باقی ماند). در نتیجه کلسینه کردن در دمای 1200 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت، نمونه رنگ قرمز روشن به دست آورد. وزن نمونه 0.5 گرم

ب) 15% MnO2 / 85% SnO2. (0.761 گرم SnC2O4*H2O، 0.088 گرم MnSO4*5H2O) وزن نمونه 0.53 گرم.

ب) 22% MnO2 / 78% SnO2. (0.67 گرم SnC2O4*H2O، 0.204 گرم MnSO4*5H2O). وزن نمونه 0.52 گرم

د) 28% MnO2 / 72% SnO2 (0.67 گرم SnC2O4 * H2O، 0.2911 گرم MnSO4 * 5H2O). وزن نمونه 0.56 گرم

نتیجه گیری

قبل از شروع تحقیق، وظایف زیر را برای خود تعیین کردم:

· انجام تجزیه و تحلیل ادبیات در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی، روش های تولید، روش های استفاده از اکسیدهای منگنز و منگنز.

· بررسی خواص اکسیدهای منگنز.

· فناوری های تولید دی اکسید منگنز را آشکار کرده و موثرترین آنها را شناسایی کنید.

· انجام محاسبات.

در طول کار من:

1. تجزیه و تحلیل ادبیات در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی، روش های تولید، و روش های استفاده از اکسیدهای منگنز و منگنز انجام شد.

2. خواص اکسیدهای منگنز مورد مطالعه قرار گرفته است.

3. فن‌آوری‌های تولید دی‌اکسید منگنز افشا شده و مؤثرترین آنها شناسایی شده است.

4. محاسبات انجام شده است.

راه های زیادی برای به دست آوردن دی اکسید منگنز از منابع مختلف در نظر گرفته شد، اما من تصمیم گرفتم روی روش به دست آوردن دی اکسید منگنز در دی اکسید قلع تمرکز کنم. او نشان داد درجه بالابلورینگی نمونه و بازده بالا استفاده از آن (برای غلظت های بالای دی اکسید منگنز) منطقی است.

کاربرد

منگنز

شیوع در طبیعت

منگنز چهاردهمین عنصر فراوان روی زمین و دومین عنصر فراوان پس از آهن است. فلز سنگینموجود در پوسته زمین (0.03٪ از تعداد کل اتم ها). پوسته زمین). مقدار وزن منگنز از سنگهای اسیدی (600 گرم در تن) به سنگهای بازی (2/2 کیلوگرم در تن) افزایش می یابد. در بسیاری از سنگ‌های معدنی خود آهن را همراهی می‌کند، اما ذخایر مستقل منگنز نیز وجود دارد. تا 40 درصد از سنگ معدن منگنز در کانسار چیاتورا (منطقه کوتایسی) متمرکز شده است. منگنز پراکنده در سنگ هاتوسط آب شسته شده و به اقیانوس ها منتقل می شود. در عین حال، محتوای آن در آب دریا ناچیز است (10؟ 7-10؟ 6٪) و در نقاط عمیق اقیانوس غلظت آن به دلیل اکسیداسیون توسط اکسیژن محلول در آب با تشکیل آب به 0.3٪ افزایش می یابد. اکسید منگنز نامحلول که به شکل هیدراته (MnO2 xH2O) است و در لایه‌های زیرین اقیانوس فرو می‌رود و به اصطلاح ندول‌های آهن منگنز را در کف ایجاد می‌کند که در آن مقدار منگنز می‌تواند به 45 درصد برسد (آنها همچنین حاوی ناخالصی هستند. از مس، نیکل، کبالت). چنین گره هایی ممکن است در آینده به منبع منگنز برای صنعت تبدیل شوند.

ذخایر جهانی سنگ معدن منگنز با 90 درصد کانسنگ اکسید (38 درصد) و اکسید کربنات (52 درصد) تشکیل شده است.

در آفریقای جنوبی، حدود 95 درصد از ذخایر در منطقه منحصر به فرد سنگ آهن منگنز کورومان متمرکز شده است. بزرگترین ذخایر عبارتند از Mamatvan (متوسط ​​محتوای منگنز 38%)، Wessels (47%) Middelplatz (36%).

در چین، ذخایر منگنز توسط ذخایر کوچک اما متعدد از سنگ معدن اکسید نشان داده شده است. میانگین محتوای سنگ معدن 20-40٪ است. این کشور به طور مداوم در حال جستجو و اکتشاف ذخایر جدید منگنز برای کاهش وابستگی کشور به واردات سنگ معدنی مرغوب است.

در قزاقستان، بیش از 90٪ در منطقه قزاقستان مرکزی، در میدان های کاراژال و اوشکتین واقع شده است. ذخایر حدود 85 میلیون تن (متوسط ​​محتوای منگنز 22 درصد) است.

ذخایر اوکراین در حوضه سنگ معدن منگنز اوکراین جنوبی واقع شده است. این میادین گروه نیکوپول و میدان‌های بولشتوکماکسکویه هستند که شامل 33 و 67 درصد ذخایر اثبات‌شده اوکراین است. اوکراین همچنین دارای یکی از قدرتمندترین مجتمع ها در اروپا برای فرآوری سنگ معدن و تولید فروآلیاژهای منگنز از جمله کارخانه های نیکوپول، زاپوروژیه و استاخانوف است.

در گرجستان، منبع اصلی مواد خام، ذخایر چیاتوره است. سنگ معدن اکسید 28٪ (متوسط ​​محتوای منگنز 26٪) از ذخایر تایید شده، سنگ معدن کربنات (متوسط ​​محتوای منگنز 18٪ - 72٪) را تشکیل می دهد.

در روسیه، منگنز یک ماده خام بسیار کمیاب با اهمیت استراتژیک است. علاوه بر ذخایر مشخص شده Usinsky و Polunochny، کانسارهای Khingan جنوبی از Khingan کوچک در منطقه یهودی، Porozhnenskoye در خط الراس Yenisei، منطقه Rogachevo-Taininskaya (260 میلیون تن سنگ معدن کربنات، با محتوای 8-15٪). ) و میدان معدنی تاینینسکی شمالی (5 میلیون تن سنگ معدنی اکسیدی، با محتوای 16-24٪) در نوایا زملیا که اکتشاف نشده است.

خواص فیزیکی و شیمیایی

منگنز فلزی سخت و شکننده است. چهار تغییر مکعبی منگنز فلزی شناخته شده است. در دماهای از دمای اتاق تا 710 درجه سانتیگراد، a-Mn پایدار است، پارامتر شبکه a = 0.89125 نانومتر، چگالی 7.44 کیلوگرم بر dm3. در محدوده دمایی 710-1090 درجه سانتیگراد b-Mn، پارامتر شبکه a = 0.6300 نانومتر وجود دارد. در دماهای 1090-1137 درجه سانتیگراد - g-Mn، پارامتر شبکه a = 0.38550 نانومتر. در نهایت، در دماهای 1137 درجه سانتی گراد تا نقطه ذوب (1244 درجه سانتی گراد)، d-Mn با پارامتر شبکه a = 0.30750 نانومتر پایدار است. اصلاحات a، b و d شکننده هستند، g-Mn شکل پذیر است. نقطه جوش منگنز حدود 2080 درجه سانتیگراد است.

در هوا، منگنز اکسید می شود، در نتیجه سطح آن با یک فیلم اکسید متراکم پوشیده شده است که فلز را از اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. هنگامی که در هوای بالای 800 درجه سانتیگراد کلسینه می شود، منگنز با فلس پوشیده می شود که از یک لایه بیرونی Mn3O4 و یک لایه داخلی از ترکیب MnO تشکیل شده است.

منگنز چندین اکسید را تشکیل می دهد: MnO، Mn3O4، Mn2O3، MnO2 و Mn2O7. همه آنها به جز Mn2O7 که یک مایع سبز روغنی در دمای اتاق با نقطه ذوب 5.9 درجه سانتیگراد است، جامدات کریستالی هستند.

مونوکسید منگنز MnO در طی تجزیه نمکهای منگنز دو ظرفیتی (کربنات و غیره) در دمای حدود 300 درجه سانتیگراد در یک جو بی اثر تشکیل می شود:

MnCO3 = MnO + CO2

این اکسید خاصیت نیمه رسانایی دارد. تجزیه MnOOH می تواند Mn2O3 تولید کند. هنگامی که MnO2 در هوا در دمای تقریباً 600 درجه سانتیگراد گرم می شود، همان اکسید منگنز تشکیل می شود:

4MnO2 = 2Mn2O3 + O2

اکسید Mn2O3 توسط هیدروژن به MnO کاهش می یابد و تحت تأثیر اسیدهای سولفوریک و نیتریک رقیق به دی اکسید منگنز MnO2 تبدیل می شود.

اگر MnO2 در دمای حدود 950 درجه سانتیگراد کلسینه شود، حذف اکسیژن و تشکیل اکسید منگنز با ترکیب Mn3O4 مشاهده می شود:

3MnO2 = Mn3O4 + O2

این اکسید را می توان به صورت MnO·Mn2O3 نشان داد و از نظر خواص، Mn3O4 مربوط به مخلوطی از این اکسیدها است.

دی اکسید منگنز MnO2 رایج ترین ترکیب طبیعی منگنز در طبیعت است که در چندین شکل چندشکلی وجود دارد. به اصطلاح b-modification از MnO2 پیرولوزیت معدنی ذکر شده است. اصلاح متعارف دی اکسید منگنز، g-MnO2 نیز در طبیعت رخ می دهد. این ماده معدنی رامسدلیت است (نام دیگر پلیانیت است).

دی اکسید منگنز غیراستوکیومتری است. اگر اکسیدهای منگنز مربوط به حالت‌های اکسیداسیون پایین‌تر از 4+ بازی باشند، دی‌اکسید منگنز دارای خواص آمفوتریک است. در دمای 170 درجه سانتی گراد، MnO2 را می توان با هیدروژن به MnO کاهش داد.

اگر غلیظ اضافه کنید اسید سولفوریکسپس اکسید اسیدی Mn2O7 تشکیل می شود که خاصیت اکسید کننده قوی دارد:

2KMnO4 + 2H2SO4 = 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O.

Mn2O7 یک اکسید اسیدی است که با اسید پرمنگنیک قوی НMnO4 نشان داده می شود که در حالت آزاد وجود ندارد.

هنگامی که منگنز با هالوژن ها تعامل می کند، دی هالیدهای MnHal2 تشکیل می شود. در مورد فلوئور، تشکیل فلوریدهای ترکیب MnF3 و MnF4 نیز امکان پذیر است و در مورد کلر نیز تری کلرید MnCl3. واکنش منگنز با گوگرد منجر به تشکیل سولفیدهای ترکیبات MnS (به سه شکل چندشکلی) و MnS2 می شود. یک گروه کامل از نیتریدهای منگنز شناخته شده است: MnN6، Mn5N2، Mn4N، MnN، Mn6N5، Mn3N2.

با فسفر، منگنز فسفیدهای ترکیبات MnP، MnP3، Mn2P، Mn3P، Mn3P2 و Mn4P را تشکیل می دهد. چندین کاربید و سیلیسید منگنز شناخته شده است.

منگنز بسیار آهسته با آب سرد واکنش می دهد، اما هنگامی که گرم می شود، سرعت واکنش به طور قابل توجهی افزایش می یابد، منگنز (OH)2 تشکیل می شود و هیدروژن آزاد می شود. هنگامی که منگنز با اسیدها تعامل می کند، نمک های منگنز (II) تشکیل می شوند:

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2.

از محلول‌های نمک‌های Mn2+، می‌توان یک پایه Mn(OH)2 را رسوب داد که در آب کم محلول است:

Mn(NO3)2 + 2NaOH = Mn(OH)2 + 2NaNO3

چندین اسید مربوط به منگنز است که مهمترین آنها اسید پرمنگنیک قوی ناپایدار H2MnO4 و اسید پرمنگنیک HMnO4 است که نمکهای آنها به ترتیب منگنات (مثلا منگنات سدیم Na2MnO4) و پرمنگناتها (مثلاً پرمنگنات پتاسیم KMnO4) هستند. .

منگنات‌ها (فقط منگنات‌های فلز قلیایی و باریم شناخته شده‌اند) می‌توانند خواصی را به عنوان عوامل اکسید کننده از خود نشان دهند (اغلب)

2NaI + Na2MnO4 + 2H2O = MnO2 + I2 + 4NaOH،

و عوامل کاهنده

2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl.

در محلول های آبی، منگنات ها به طور نامتناسبی به ترکیبات منگنز (4+) و منگنز (7+) تقسیم می شوند:

3K2MnO4 + 3H2O = 2KMnO4 + MnO2·H2O + 4KOH.

در این حالت رنگ محلول از سبز به آبی و سپس به بنفش و زرشکی تغییر می کند. به دلیل توانایی آن در تغییر رنگ محلول های خود، K. Scheele منگنات پتاسیم را یک آفتاب پرست معدنی نامید.

پرمنگنات ها عوامل اکسید کننده قوی هستند. به عنوان مثال، پرمنگنات پتاسیم KMnO4 در یک محیط اسیدی، دی اکسید گوگرد SO2 را به سولفات اکسید می کند:

2KMnO4 + 5SO2 +2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4.

در فشار حدود 10 مگاپاسکال، MnCl2 بی آب در حضور ترکیبات آلی فلزیبا مونوکسید کربن (II) CO واکنش می دهد و کربونیل دو هسته ای Mn2 (CO) 10 را تشکیل می دهد.

ادبیات

1. منابع اینترنتی

2. کارگاه در مورد شیمی معدنی: Proc. کتابچه راهنما برای دانش آموزان بالاتر کتاب درسی تاسیسات/V.A. آلشین، A.I. دونایف، A. I. Zhirov؛ ویرایش شده توسط Yu.D. ترتیاکوف - M.: انتشارات. مرکز "آکادمی"، 1383.

3. گلینکا N.L. شیمی عمومی//م.: انتگرال-پرس، 2002.

4. آخمتوف N.S. عمومی و شیمی معدنی. کتاب درسی برای دانشگاه ها - ویرایش چهارم، تجدید نظر شده // M.: بالاتر. مدرسه، مرکز انتشارات "آکادمی"، 1380.

5. شیمی معدنی. شیمی عناصر: کتاب درسی در 2 جلد. T.2/Yu.D. ترتیاکوف، L.I. مارتیننکو، A.N. Grigoriev، A. Yu. - ویرایش دوم، تجدید نظر شده. و اضافی - M.: انتشارات دانشگاه دولتی مسکو؛ ICC "Akademkniga"، 2007.

6. دایره المعارف شیمی / هیئت تحریریه: Knunyants I.L. و دیگران//م.: دایره المعارف شوروی, 1992.

7. Ugai Y.A. شیمی عمومی: کتاب درسی برای دانشجویان شیمی. متخصص un-tov//M.: بالاتر. مدرسه، -1984.

8. شیمی عمومی و معدنی. دوره سخنرانی. بخش دوم کلاس های اصلی ترکیبات معدنی / Korneev Yu.M., Ovcharenko V.P., Egorov E.N.//M.: مدرسه به نام A.N. کولموگروف، انتشارات دانشگاه مسکو، 2000.

9. Chemist’s Handbook / هیئت تحریریه: Nikolsky B.P. و دیگران - ویرایش دوم، تجدید نظر شده//M.-L.: Chemistry، 1966. - T.1.

ارسال شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

پیشینه تاریخی. کاربرد منگنز به دست آوردن منگنز ترکیبات منگنز در سیستم های بیولوژیکی. حجم تولید سنگ منگنز توسط شرکت. کودهای منگنز بیماری ناشی از سم منگنز

چکیده، اضافه شده در 11/05/2004


خواص ذخایر رسوبی سنگ معدن منگنز. خواص مونوکسید منگنز تجزیه نمک های منگنز دو ظرفیتی تولید صنعتیمنگنز استخراج و بهره برداری از سنگ معدن. الکترولیز محلول های آبی سولفات منگنز. منابع سنگ معدن منگنز

چکیده، اضافه شده در 2011/03/01


هیدروکسیدهای دو لایه لایه ای (LDH)، ساختار و روش های سنتز آنها. بررسی جذب منگنز (II) بر روی نمونه‌های Mg, Al-CO3 LDH در شرایط استاتیک. سینتیک جذب منگنز (II). وابستگی چگالی نوری به زمان جذب منگنز (II) از محلول.

کار دوره، اضافه شده 10/13/2017


شرایط متالوترمی محاسبه ترکیب مخلوط اولیه و واکنش های احتمالی. خواص اکسیدهای قابل احیا تولید منگنز با استفاده از آلومینوترمی خواص شیمیایی مواد و پیش سازهای به دست آمده. تعیین محصول واکنش

کار دوره، اضافه شده در 2015/12/16


تصفیه آب از منگنز روش‌های بدون معرف و معرف برای تخریب آب. هوادهی عمیق و به دنبال آن فیلتراسیون. استفاده از کاتالیزورهای اکسیداسیون منگنز حذف منگنز از آب های زیرزمینی. فناوری استفاده از پرمنگنات پتاسیم

چکیده، اضافه شده در 2011/03/09


خصوصیات عمومیخواص فیزیکی و شیمیایی پایه منگنز (III) اکسو هیدروکسید، تری اکسالاتومنگنات پتاسیم (III)، دی اگزالاتودیا کوامنگنات پتاسیم (III)، ترتیب تشکیل و دامنه کاربرد آنها. سنتز MnO(OH) و سایر ترکیبات.

کار عملی، اضافه شده در 2011/03/23


خواص شیمیایی منگنز و ترکیبات آن تولید صنعتی منگنز. تاریخچه کشف کروم، اطلاعات عمومی. میزان مصرف منگنز و کروم، نقش بیولوژیکی آنها. تأثیر کمبود یا بیش از حد عناصر میکرو بر روی بدن انسان.

چکیده، اضافه شده در 2015/01/20


بررسی روشهای اصلی تجزیه و تحلیل آهن و منگنز. شرح کلاسیک و روش های ابزاری. تجزیه و تحلیل ترکیب نمک اندازه گیری طیف سنجی جرمی، تیتریمتری و وزنی لیتیوم، آهن، منگنز در فسفات مخلوط.

کار دوره، اضافه شده در 2016/01/24


روش های وزن سنجی برای تعیین منگنز به شکل اکسید، سولفید، فسفات، پیکرولونات. مطالعه عنصر با استفاده از پرمنگناتومتری، یدومتری، تیتراسیون پتانسیومتری. تجزیه و تحلیل محلول ها با روش های فتومتریک و شب تاب.

کار دوره، اضافه شده 10/28/2012


مشخصات کلی منگنز، خواص فیزیکی و شیمیایی اولیه آن، تاریخچه اکتشاف و دستاوردهای مدرن در تحقیقات. شیوع در ماهیت این عنصر شیمیایی، جهت کاربرد آن در صنعت، تولید.