Marganets (kimyoviy element): xususiyatlari, qo'llanilishi, belgilanishi, oksidlanish darajasi, qiziqarli faktlar

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Metallurgiya uchun eng muhim metallardan biri marganetsdir. Bundan tashqari, bu odatda qiziqarli faktlar bilan bog'liq bo'lgan juda g'ayrioddiy elementdir. Tirik organizmlar uchun muhim, ko'plab qotishmalar, kimyoviy moddalar ishlab chiqarishda zarur. Marganets kimyoviy element bo'lib, uning fotosuratini quyida ko'rish mumkin. Biz ushbu maqolada uning xususiyatlari va xususiyatlarini ko'rib chiqamiz.

Kimyoviy elementning xarakteristikasi

Agar biz davriy tizimning elementi sifatida marganets haqida gapiradigan bo'lsak, unda birinchi navbatda uning undagi o'rnini tavsiflashimiz kerak.

1. Toʻrtinchi asosiy davrda, yettinchi guruhda, ikkilamchi kichik guruhda joylashgan.
2. Tartib raqami - 25. Marganets kimyoviy element boʻlib, atom yadrolarining zaryadi +25 ga teng. Elektronlar soni bir xil, neytronlar - 30.
3. Atom massasining qiymati 54, 938.
4. Marganets kimyoviy elementining belgilanishi - Mn.
5. Lotin nomi - marganets.

Xrom va temir oʻrtasida joylashgan boʻlib, bu uning fizik va kimyoviy xususiyatlarida ular bilan oʻxshashligini tushuntiradi.

Marganets - kimyoviy element: oʻtish metali

Agar qisqartirilgan atomning elektron konfiguratsiyasini hisobga olsak, uning formulasi quyidagicha bo'ladi: 1s²2s²2p 6 ^3s2^3p6^4s2^3d 5. Biz ko'rib chiqayotgan element d-oilasining o'tish metalli ekanligi ayon bo'ladi. 3D pastki darajadagi beshta elektron atomning barqarorligini bildiradi, bu uning kimyoviy xossalarida namoyon bo'ladi.

Metal sifatida marganets qaytaruvchi vositadir, lekin uning koʻpgina birikmalari ancha kuchli oksidlanish qobiliyatini namoyon qila oladi. Bu elementning turli oksidlanish darajalari va valentliklari bilan bog'liq. Bu oilaning barcha metallarining o'ziga xos xususiyati.

Demak, marganets kimyoviy element boʻlib, u boshqa atomlar orasida joylashgan va oʻziga xos xususiyatlarga ega. Keling, bu xususiyatlar nima ekanligini batafsil ko'rib chiqaylik.

Marganets kimyoviy element. Oksidlanish holati

Atomning elektron formulasini allaqachon bergan edik. Uning so'zlariga ko'ra, bu element bir nechta ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatishga qodir. Bu:

• 0;
• +2;
• +3;
• +4;
• +6;
• +7.

Atomning valentligi IV ga teng. Eng barqarorlari marganetsning +2, +4, +6 qiymatlariga ega bo'lgan birikmalardir. Oksidlanishning eng yuqori darajasi birikmalarga eng kuchli oksidlovchi moddalar sifatida harakat qilish imkonini beradi. Masalan: KMnO₄, Mn₂O₇.

+2 ga ega birikmalar qaytaruvchi moddalar, marganets (II) gidroksid amfoter xossaga ega, asosiylari ustunlik qiladi. Oraliq oksidlanish darajasi amfoter birikmalar hosil qiladi.

Kashfiyot tarixi

Marganets kimyoviy element boʻlib, u darhol emas, balki asta-sekin va turli olimlar tomonidan kashf etilgan. Biroq, uning birikmalari qadim zamonlardan beri odamlar tomonidan ishlatilgan. Shisha eritish uchun marganets (IV) oksidi ishlatilgan. Bitta italiyalik ko'zoynaklarning kimyoviy ishlab chiqarishida ushbu birikmaning qo'shilishi ularning rangi binafsha rangga aylanishini aytdi. Shu bilan birga, xuddi shu modda rangli ko'zoynaklardagi tumanni yo'q qilishga yordam beradi.

Keyinchalik Avstriyada olim Kaim pirolizit (marganets (IV) oksidi), kaliy va koʻmirni yuqori haroratga taʼsir qilib, metall marganets boʻlagini olishga muvaffaq boʻldi. Biroq, bu namunada juda ko'p iflosliklar bor edi, ularni yo'q qila olmadi, shuning uchun kashfiyot amalga oshmadi.

Hatto keyinroq boshqa olim ham aralashmani sintez qildi, uning muhim qismi sof metalldan iborat edi. Bu nikel elementini avvalroq kashf etgan Bergman edi. Biroq, u ishni oxiriga etkaza olmadi.

Marganets kimyoviy element boʻlib, u birinchi marta 1774 yilda Karl Scheele tomonidan oddiy modda shaklida olingan va ajratib olingan. Biroq, u bu ishni metall parchasini eritish jarayonini yakunlagan I. Gan bilan birgalikda amalga oshirdi. Ammo ular hatto uni iflosliklardan to'liq tozalay olmadilar va 100% mahsulot hosilini ololmadilar.

Shunga qaramay, bu vaqt bo'ldibu atomning kashfiyoti. Xuddi shu olimlar kashfiyotchilar nomini berishga harakat qilishdi. Ular marganez atamasini tanladilar. Biroq, magniy kashf etilgandan so'ng, chalkashlik boshlandi va marganetsning nomi zamonaviyga o'zgartirildi (H. David, 1908).

Marganets koʻpgina metallurgiya jarayonlari uchun xossalari juda qimmatli boʻlgan kimyoviy element boʻlgani uchun vaqt oʻtishi bilan uni eng sof holda olish yoʻlini izlash zarurati tugʻildi. Bu muammo butun dunyo olimlari tomonidan hal qilindi, lekin faqat 1919 yilda sovet kimyogari R. Agladzening mehnati tufayli hal qilishga muvaffaq bo'ldi. Aynan u marganetsning sulfatlari va xloridlaridan elektroliz yo'li bilan tarkibi 99,98% bo'lgan sof metallni olish usulini topdi. Endi bu usul butun dunyoda qo'llaniladi.

Tabiatda bo'lish

Marganets kimyoviy element boʻlib, uning oddiy moddaning fotosuratini quyida koʻrish mumkin. Tabiatda bu atomning ko'plab izotoplari mavjud bo'lib, ulardagi neytronlar soni juda katta farq qiladi. Shunday qilib, massa raqamlari 44 dan 69 gacha o'zgarib turadi. Biroq, yagona barqaror izotop bu ⁵⁵Mn qiymatiga ega bo'lgan elementdir, qolgan barchalarining yarim yemirilish davri arzimas darajada qisqa yoki mavjud juda oz miqdorda.

Marganets kimyoviy element boʻlib, uning oksidlanish darajasi juda xilma-xil boʻlgani uchun tabiatda ham koʻplab birikmalar hosil qiladi. Uning sof shaklida bu element umuman uchramaydi. Minerallar va rudalarda uning doimiy qo'shnisi temirdir. Hammasi bo'lib marganetsni o'z ichiga olgan bir qancha muhim jinslarni aniqlash mumkin.

1. Piroluzit. Murakkab formula: MnO₂nH₂O.
2. Psilomelan, MnO2mMnOnH2O molekulasi.
3. Manganit, formula MnOOH.
4. Braunit qolganlarga qaraganda kam uchraydi. Formula Mn₂O₃.
5. Gausmanite, formula MnMn₂O_4.
6. Rhodonite Mn₂(SiO₃)₂.
7. Marganetsning karbonat rudalari.
8. Maluna shpati yoki rodoxrozit - MnCO₃.
9. Purpurite - Mn₃PO₄.

Bundan tashqari, siz yana bir nechta minerallarni belgilashingiz mumkin, ular orasida ushbu element ham mavjud. Bu:

• kalsit;
• siderit;
• gil minerallari;
• kalsedon;
• opal;
• qum-siltli birikmalar.

Togʻ jinslari va choʻkindi jinslar, minerallardan tashqari marganets quyidagi obʼyektlar tarkibiga kiradigan kimyoviy element hisoblanadi:

1. O'simlik organizmlari. Bu elementning eng katta akkumulyatorlari: suv kashtan, duckweed, diatomlar.
2. Rust qo'ziqorinlari.
3. Bakteriyalarning ayrim turlari.
4. Keyingi hayvonlar: qizil chumolilar, qisqichbaqasimonlar, mollyuskalar.
5. Odamlar - kunlik ehtiyoj taxminan 3-5 mg.
6. Okeanlarning suvlarida bu elementning 0,3% bor.
7. Yer qobig'idagi umumiy tarkib massa bo'yicha 0,1%.

Umuman olganda, u sayyoramizdagi eng koʻp tarqalgan elementlar orasida 14-oʻrinda turadi. Og'ir metallar orasida u ikkinchi o'rinda turaditemir.

Jismoniy xususiyatlar

Marganetsning xossalari nuqtai nazaridan oddiy modda sifatida uning uchun bir qancha asosiy fizik xususiyatlarni ajratish mumkin.

1. Oddiy modda shaklida u juda qattiq metalldir (Mohs shkalasi bo'yicha indikator 4). Rangi - kumush-oq, havoda himoya oksidi plyonkasi bilan qoplangan, kesilgan joyi y altiroq.
2. Erish nuqtasi 1246⁰C.
3. Qaynash - 2061⁰C.
4. Oʻtkazgich xossalari yaxshi, u paramagnit.
5. Metal zichligi 7,44 g/sm³.
6. To'rtta polimorf modifikatsiya (a, b, g, s) shaklida mavjud bo'lib, ular kristall panjaraning tuzilishi va shakli va atomlarning o'rash zichligi bilan farqlanadi. Ularning erish nuqtasi ham har xil.

Metallurgiyada marganetsning uchta asosiy shakli qoʻllaniladi: b, g, s. Alfa kamdan-kam uchraydi, chunki u o'z xususiyatlariga ko'ra juda nozik.

Kimyoviy xossalari

Kimyo nuqtai nazaridan marganets kimyoviy element boʻlib, ion zaryadi +2 dan +7 gacha oʻzgarib turadi. Bu uning faoliyatida o'z izini qoldiradi. Havoda erkin holatda marganets suv bilan juda zaif reaksiyaga kirishadi va suyultirilgan kislotalarda eriydi. Biroq, harorat oshishi bilan metallning faolligi keskin oshadi.

Demak, u quyidagilar bilan muloqot qila oladi:

• azot;
• uglerod;
• galogenlar;
• kremniy;
• fosfor;
• oltingugurt va boshqa nometallar.

Havosiz qizdirilganda metall osongina bug 'holatiga o'tadi. Marganetsning oksidlanish darajasiga qarab, uning birikmalari qaytaruvchi va oksidlovchi moddalar bo'lishi mumkin. Ba'zilari amfoter xususiyatga ega. Shunday qilib, asosiylari +2 bo'lgan birikmalarga xosdir. Amfoter - +4, kislotali va eng yuqori qiymatda kuchli oksidlanish +7.

Marganets o'tish metali bo'lishiga qaramay, uning uchun murakkab birikmalar kam. Bu atomning barqaror elektron konfiguratsiyasi bilan bog'liq, chunki uning 3D pastki darajasida 5 ta elektron mavjud.

Olish usullari

Sanoatda marganetsni (kimyoviy element) olishning uchta asosiy usuli mavjud. Nomi lotin tilida o'qilganligi sababli, biz allaqachon belgilab qo'yganmiz - manganum. Agar siz uni rus tiliga tarjima qilsangiz, u holda "ha, men haqiqatan ham aniqlayman, rangi o'zgartiraman" bo'ladi. Marganets o'z nomini antik davrlardan beri ma'lum bo'lgan aniq xususiyatlariga bog'liq.

Biroq, shon-shuhratga qaramay, ular uni faqat 1919 yilda foydalanish uchun sof shaklda olishga muvaffaq bo'lishdi. Bu quyidagi usullar bilan amalga oshiriladi.

1. Elektroliz, mahsulot unumi 99,98%. Shu tarzda marganets kimyo sanoatida olinadi.
2. Silikotermik yoki kremniyni kamaytirish. Bu usul bilan kremniy va marganets (IV) oksidi birlashtirilib, sof metall hosil bo‘ladi. Hosildorlik taxminan 68% ni tashkil qiladi, chunki yon ta'siri marganetsning kremniy bilan birikmasi bo'lib, silisid hosil qiladi. Theusul metallurgiya sanoatida qo'llaniladi.
3. Aluminotermik usul - alyuminiy bilan tiklash. Shuningdek, mahsulot unumdorligi juda yuqori emas, marganets aralashmalar bilan ifloslangan holda hosil bo'ladi.

Ushbu metallni ishlab chiqarish metallurgiyada amalga oshiriladigan ko'plab jarayonlar uchun muhimdir. Marganetsning ozgina qo'shilishi ham qotishmalarning xususiyatlariga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Unda koʻplab metallar erishi va uning kristall panjarasini toʻldirishi isbotlangan.

Ushbu elementni qazib olish va ishlab chiqarish boʻyicha Rossiya dunyoda birinchi oʻrinda turadi. Bu jarayon quyidagi mamlakatlarda ham amalga oshiriladi, masalan:

• Xitoy.
• Janubiy Afrika.
• Qozog'iston.
• Gruziya.
• Ukraina.

Sanoatda foydalanish

Marganets kimyoviy element bo'lib, undan foydalanish nafaqat metallurgiyada muhim ahamiyatga ega. balki boshqa sohalarda ham. Sof shakldagi metalldan tashqari, bu atomning turli birikmalari ham katta ahamiyatga ega. Keling, asosiylarini belgilaymiz.

1. Marganets tufayli o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan bir necha turdagi qotishmalar mavjud. Masalan, Hadfild po'lati shunchalik mustahkam va aşınmaya bardoshliki, u ekskavatorlar, toshni qayta ishlash mashinalari, maydalagichlar, shar tegirmonlari va zirhli qismlarni eritishda ishlatiladi.
2. Marganets dioksidi elektrokaplamaning majburiy oksidlovchi elementi boʻlib, u depolarizatorlar yaratish uchun ishlatiladi.
3. Marganets birikmalari organikni amalga oshirish uchun kerakturli moddalar sintezi.
4. Kaliy permanganat (yoki kaliy permanganat) tibbiyotda kuchli dezinfektsiyalovchi sifatida ishlatiladi.
5. Bu element bronza, guruchning bir qismi boʻlib, mis bilan oʻzining qotishmasini hosil qiladi, undan samolyot turbinalari, pichoqlari va boshqa qismlarni yasashda foydalaniladi.

Biologik rol

Odam uchun marganetsga kunlik ehtiyoj 3-5 mg. Ushbu elementning etishmasligi asab tizimining tushkunligiga, uyqu buzilishi va tashvishga, bosh aylanishiga olib keladi. Uning roli hali to'liq o'rganilmagan, ammo bu, birinchi navbatda, ta'sir qilishi aniq:

• o'sish;
• jinsiy bezlar faoliyati;
• gormon ish;
• qon shakllanishi.

Bu element barcha oʻsimliklar, hayvonlar va odamlarda mavjud boʻlib, bu uning muhim biologik rolini isbotlaydi.

Qiziqarli mahsulot tafsilotlari

Marganets kimyoviy element boʻlib, u haqida qiziqarli faktlar har qanday odamni hayratga solishi mumkin, shuningdek, uning qanchalik muhimligini tushunishingizga yordam beradi. Mana, ularning eng asosiylari, bu metall tarixida o'z izini topdi.

1. SSSRda fuqarolar urushining ogʻir paytlarida birinchi eksport mahsulotlaridan biri tarkibida koʻp miqdorda marganets boʻlgan rudalar edi.
2. Agar marganets dioksidi kaliy gidroksid va selitra bilan eritilsa va keyin mahsulot suvda eritilsa, ajoyib o'zgarishlar boshlanadi. Eritma avval yashil rangga aylanadi, keyin rang ko'k rangga o'zgaradi.keyin - binafsha rang. Nihoyat, u qip-qizil rangga aylanadi va asta-sekin jigarrang cho'kma tushadi. Agar aralash chayqatilsa, u holda yashil rang yana tiklanadi va hamma narsa yana sodir bo'ladi. Aynan shuning uchun kaliy permanganat o'z nomini oldi, bu "mineral xameleyon" deb tarjima qilinadi.
3. Tarkibida marganets bo`lgan o`g`itlar erga solinsa, u holda o`simliklarning mahsuldorligi oshadi va fotosintez tezligi oshadi. Kuzgi bug'doy donni yaxshiroq hosil qiladi.
4. Marganets minerali rodonitning eng katta bloki ogʻirligi 47 tonna boʻlib, Uralda topilgan.
5. Manganin deb ataladigan uchlamchi qotishma mavjud. U mis, marganets va nikel kabi elementlardan iborat. Uning o'ziga xosligi shundaki, u haroratdan mustaqil, lekin bosim ta'sirida bo'lgan yuqori elektr qarshiligiga ega.

Albatta, bu metall haqida aytish mumkin bo'lgan hamma narsa emas. Marganets kimyoviy element bo'lib, u haqida qiziqarli ma'lumotlar juda xilma-xildir. Ayniqsa, u turli qotishmalarga beradigan xususiyatlar haqida gapiradigan bo'lsak.