Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

SAVEZNA DRŽAVA

PRORAČUNSKA OBRAZOVNA USTANOVA

VISOKA STRUČNA OBRAZOVANJA

(FSBEI HPE nazvan po N. P. OGAREV)

Institut za fiziku i kemiju

Zavod za opću i anorgansku kemiju

Tečajni rad

Oksidi mangana

Olkhovskaya V.E.

Voditeljica rada: KHN, prof

Zyuzina L.F.

Saransk - 2014

Uvod

Ovaj rad posvećen je proučavanju manganovih oksida: njihovim fizikalnim i kemijskim svojstvima, proizvodnji manganovog dioksida. Rješenje ovog problema ima veliki teorijski i praktični značaj.

Svrha kolegija je identificirati najperspektivniju i ekonomski isplativu metodu za proizvodnju mangan dioksida.

Sukladno postavljenom cilju riješeni su sljedeći zadaci:

· Provesti analizu literature o fizikalnim i kemijskim svojstvima, načinima proizvodnje, načinima korištenja mangana i manganovih oksida,

· Otkriti tehnologije za proizvodnju mangan oksida i identificirati najučinkovitije;

· Izvršite izračune.

Informacijska baza za istraživanje bila je građa knjižnične zbirke, stručne web stranice i konzultacije s nastavnicima.

Tijekom istraživanja koristio sam se općeznanstvenom metodom analize.

Rad se sastoji od uvoda, glavnog dijela, zaključka, priloga i popisa literature.

Analitički pregled

MANGANOVI OKSIDI

Kisikovi spojevi mangana su tako brojni i raznoliki u svojstvima kao nijedan drugi element; poznati su: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7. Sastav višeg oksida određuje položaj mangana u 7. skupini periodnog sustava. Najniži oksid je baza; soli koje odgovaraju MnO, dušikov oksid, dobivaju se djelovanjem kiselina na metalni mangan i sve njegove okside, a iz viših se oslobađa višak kisika.

MnnOm + 2nHX = nMnH2 + nN2O + (m?n)O;

Kada konzumirate klorovodičnu kiselinu, klor se oslobađa:

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

Na sobnoj temperaturi mogu postojati svi oksidi pri zagrijavanju, samo je jedan konstantan - Mn3O4; kada se zagrijava na plameniku u loncu s pristupom zraka, MnO apsorbira kisik, a MnO2 ga gubi, kao i Mn2O3 - u oba slučaja nastaje Mn3O4, pa je u kvantitativnoj analizi vaganje u obliku ovog oksida koristi se; viši oksidi MnO3 i Mn2O7 u slobodnom su obliku vrlo nestabilni, čak i pri uobičajenim uvjetima. tempo. Osnovna svojstva MnO su vrlo značajna; nakupljanjem kisika osnovna svojstva slabe, ali se mogu primijetiti i kod Mn2O7; s druge strane, MnO2, budući da je izuzetno slaba baza, već pokazuje svojstva slabog kiselog oksida; dosta su izražena anhidridna svojstva MnO3 i posebno Mn2O7.

Manganov oksid najprikladnije se dobiva zagrijavanjem viših oksida ili manganova karbonata u obliku zelenkastog praha u struji vodika; pretvara se u prozirne, zelene, sjajne oktaedre ako vodik u kojem se zagrijava sadrži nešto klorovodika; Ovi kristali, bez promjene oblika, zagrijavanjem na zraku prelaze u Mn3O4. Dušikov hidrat Mn(OH)2 taloži se lužinama iz otopina dušikovih soli u obliku bijelog taloga koji na zraku zbog oksidacije brzo posmeđi. Kemijska svojstva MnO vrlo su slična MgO; osnovna svojstva MnO su oštrija; Soli MnX2 slične su ili solima MgX2 ili solima FeX2, NiX2, CuX2.

Tablica 1. Manganovi oksidi.

Ime		Temperatura topljenja	Temperatura vrenja
Manganov(II) oksid
Manganov(II,III) oksid				smeđa
Manganov(II,IV) oksid
Manganov(III) oksid		940 °C (razgr.)		tamno smeđa
Manganov(IV) oksid
Manganov(VI) oksid
Manganov(VII) oksid				tamnozelene

Manganov(II) oksid

Tablica 2. Manganov(II) oksid.

Manganov(II) oksid
Sustavno ime	Manganov(II) oksid
Chem. formula
Fizička svojstva
država	zeleni kubični ili heksagonalni kristali
Molekulska masa	70,94 g/mol
Gustoća
Toplinska svojstva
Temperatura topljenja
Temperatura vrenja

Maarganov(II) oksid -- MnO -- niži manganov oksid, monoksid.

Fizička svojstva

Talište 1569 °C. Vrelište 3127 °C* (*-sublimira s disocijacijom) Poznata su dva sustava kristala mangan(II) oksida:

· kubični (a = 0,4448 nm);

· heksagonalna modifikacija (stabilna do 155,3 °C);

Antiferomagnet s Neelovom točkom 122 K, poluvodič. Molarna masa 70,94 g/mol. Boja kristala je zelena ili sivo-zelena. Kubični sustav ima gustoću od 5,18 g/cm3.

Kemijska svojstva

Netopljivo u vodi. Lako oksidira stvarajući krtu MnO2 ljusku. Zagrijavanjem s vodikom ili aktivnim metalima reducira se u mangan.

Pokazuje pretežno bazična svojstva. Ne stupa u interakciju s vodom i otopinama lužina; otapa se u kiselinama, stvarajući soli mangana (II) i vodu:

Kada se spoji s alkalijama u suvišku kisika, stvara hipomanganate:

Pokazuje restorativna svojstva.

Geološka svojstva

Rijetko se nalazi u prirodi. Uključeno u manganozit.

Priznanica

Mangan(II) oksid se može dobiti kalcinacijom na temperaturi od 300°C°C soli mangana(II) koje sadržavaju kisik u atmosferi inertnog plina. Iz uobičajenog MnO2 dobiva se djelomičnom redukcijom na temperaturama od 700-900 °C s vodikom ili ugljikovim monoksidom.

Nastaje tijekom toplinske razgradnje mangan (II) hidroksida i soli u inertnoj atmosferi:

ili smanjenje MnO2:

Primjena

Koristi se kao katalizator za dehidrogenacija piperidina.

Koristi se za odsumporavanje metala.

Sastojak mnogih keramičkih materijala.

Manganove(II) soli naširoko se koriste kao katalizatori za oksidacijske procese. Na primjer, dodavanje soli lanenog ulja ubrzava oksidaciju potonjeg atmosferskim kisikom, čime se ubrzava sušenje boje. Laneno ulje koje sadrži manganove (II) soli

Manganov(II,III) oksid

Tablica 3. Manganov(II,III) oksid.

Manganov(II,III) oksid
Sustavno ime	Manganov(II,III) oksid
Chem. formula
Fizička svojstva
država	smeđe-crni kristali
Molekulska masa	228,81 g/mol
Gustoća	4.70; 4,856 g/cm
Toplinska svojstva
Temperatura. plutati	1560; 1564; 1705 °C
Kutnjak. toplinski kapacitet	139,3 J/(mol K)
Entalpija nastanka	1387,6 ​​kJ/mol

Mangan(II,III) oksid je anorganski spoj, metalni oksid mangana formule Mn3O4, smeđe-crni kristali, netopljivi u vodi.

Priznanica

· Mineral se javlja u prirodi hausmannit -- Mn3O4 s nečistoćama.

Fizička svojstva

Mangan(II,III) oksid tvori smeđe-crne kristale tetragonalnog sustava, prostorna grupa I 41/amd, parametri ćelije a = 0,575 nm, c = 0,942 nm, b = 103,9°, Z = 4.

Na 1160°C dolazi do prijelaza u fazu kubnog sustava.

Paramagnetski.

Manganov(II,IV) oksid

Tablica 4. Manganov(II,IV) oksid.

Mangan(II,IV) oksid je anorganski spoj, metalni oksid mangana formule Mn5O8, može se smatrati manganovim ortomanganitom Mn3(MnO4)2, krutom tvari netopljivom u vodi.

Priznanica

· Oksidacija mangan(II) oksid ili mangan(II,III) oksid:

Fizička svojstva

Manganov(II,IV) oksid-- kruta tvar koja je netopljiva u vodi.

Kemijska svojstva

Zagrijavanjem se razgrađuje:

Manganov(III) oksid

Tablica 5. Mangan(III) oksid.

Manganov(III) oksid
Sustavno ime	Manganov(III) oksid
Chem. formula
Fizička svojstva
država	smeđe-crni kristali
Molekulska masa	157,87 g/mol
Gustoća	4.50; 4,57-4,60 g/cm³
Toplinska svojstva
Temperatura. plutati	raspad 1080 °C
Mol. toplinski kapacitet	107,5 J/(mol K)
Entalpija nastanka	957,7 kJ/mol

Mangan(III) oksid je anorganski spoj, oksid metalnog mangana formule Mn2O3, smeđe-crni kristali, netopljivi u vodi.

Priznanica

· Minerali koji se nalaze u prirodi braunit, kurnakit i bixbyite - manganov oksid s različitim nečistoćama.

· Oksidacija mangan(II) oksida:

Redukcija mangan(IV) oksida:

Fizička svojstva

Mangan(III) oksid tvori smeđe-crne kristale nekoliko modifikacija:

· b-Mn2O3, rombski sustav, mineral kurnakit;

· β-Mn2O3, kubični sustav, prostorna grupa I a3, parametri ćelije a = 0,941 nm, Z = 16, mineral biksbajt;

· g-Mn2O3, tetragonalni sustav, parametri ćelije a = 0,57 nm, c = 0,94 nm.

Ne otapa se u vodi.

Paramagnetski.

Kemijska svojstva

Zagrijavanjem se raspada:

Reducirano vodikom:

· Kada se otopi u kiselinama, dolazi do disproporcije:

· Kada se stopi s metalnim oksidima, stvara manganitne soli:

Manganov(IV) oksid

Tablica 6. Manganov(IV) oksid.

Manganov(IV) oksid
Sustavno ime	Mangan dioksid
Chem. formula
Fizička svojstva
država	crni tetragonalni kristali
Molekulska masa	86,9368 g/mol
Gustoća
Toplinska svojstva
Temperatura. raspad
Entalpija nastanka	521,5 kJ/mol

Kemijska svojstva

U normalnim uvjetima ponaša se prilično inertno. Kada se zagrijava s kiselinama, pokazuje oksidirajuća svojstva, na primjer, oksidira koncentriranu solnu kiselinu u klor:

Sa sumpornom i dušičnom kiselinom MnO2 se razgrađuje uz oslobađanje kisika:

U interakciji s jakim oksidansima, mangan dioksid se oksidira u spojeve Mn7+ i Mn6+:

Mangan dioksid pokazuje amfoterna svojstva. Dakle, kada se otopina soli MnSO4 u sumpornoj kiselini oksidira kalijevim permanganatom u prisutnosti sumporne kiseline, nastaje crni talog soli Mn(SO4)2.

Kada se spoji s alkalijama i bazičnim oksidima, MnO2 djeluje kao kiseli oksid, tvoreći manganitne soli:

Je katalizator za razgradnju vodikovog peroksida:

Priznanica

U laboratorijskim uvjetima dobiva se toplinskom razgradnjom kalijev permanganat:

Također se može pripremiti reakcijom kalijevog permanganata s vodikovim peroksidom. U praksi nastali MnO2 katalitički razgrađuje vodikov peroksid, zbog čega se reakcija ne odvija do kraja.

Na temperaturama iznad 100 °C redukcija kalijevog permanganata vodikom:

Manganov(VII) oksid

· Manganov(VII) oksid Mn2O7 - zelenkastosmeđa uljasta tekućina (ttal=5,9 °C), nestabilna na sobnoj temperaturi; jak oksidans, u dodiru sa zapaljivim tvarima zapali ih, moguće i eksplozijom. Eksplodira od guranja, od jarkog bljeska svjetlosti, u interakciji s organskim tvarima. Mangan(VII) oksid Mn2O7 može se dobiti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na kalijev permanganat:

· Nastali mangan(VII) oksid je nestabilan i raspada se na mangan(IV) oksid i kisik:

Pritom se oslobađa ozon:

Mangan(VII) oksid reagira s vodom i nastaje permanganska kiselina:

Manganov(VI) oksid

Tablica 7. Manganov(VI) oksid.

Mangan(VI) oksid je anorganski spoj, oksid metalnog mangana formule MnO3, tamnocrvena amorfna tvar koja reagira s vodom.

kemikalija za proizvodnju mangan dioksida

Priznanica

· Nastaje kondenzacijom ljubičastih para koje se oslobađaju kada se otopina zagrijava kalijev permanganat u sumpornoj kiselini:

Fizička svojstva

Manganov(VI) oksid tvori tamnocrvenu amorfnu tvar.

Kemijska svojstva

· Zagrijavanjem se raspada:

Reagira s vodom:

S alkalijama stvara soli - manganate:

Obrasci promjena svojstava manganovih oksida

Najstabilniji su MnO2, Mn2O3 i Mn3O4 (mješoviti oksid - trimangan tetroksid).

Svojstva manganovih oksida ovise o stupnju oksidacije metala: s povećanjem stupnja oksidacije povećavaju se kiselinska svojstva:

MnO > Mn2O3 > MnO2 > Mn2O7

Manganovi oksidi pokazuju oksidirajuća ili redukcijska svojstva ovisno o stupnju oksidacije metala: viši oksidi su oksidanti i reduciraju se u MnO2, niži oksidi su redukcijski agensi, a oksidirajući tvore MnO2. Dakle, MnO2 je najstabilniji oksid.

metode za proizvodnju mangan dioksida

Izum se odnosi na područje metalurgije, točnije na proizvodnju visokokvalitetnih manganovih oksida koji se mogu široko koristiti u kemijskoj i metalurškoj industriji. Metoda za proizvodnju mangan dioksida uključuje otapanje sirovina koje sadrže mangan u dušičnoj kiselini kako bi se dobila otopina mangan nitrata i nitrata nečistoća kalcija, kalija, magnezija i natrija prisutnih u rudi. Potom se vrši toplinska razgradnja nitrata u autoklavu. Toplinska razgradnja se provodi uz konstantno smanjenje tlaka u autoklavu, počevši od tlaka od 0,6 MPa i spuštajući ga na 0,15 MPa na kraju procesa. U tom slučaju, pulpa se tijekom termičke razgradnje neprekidno miješa mješalicom koja se okreće brzinom od 1-15 okretaja u minuti i vibrira se na nju frekvencijom od 20-50 herca. Metoda se može primijeniti u kemijskim poduzećima koja imaju autoklave koji rade pod pritiskom. Tehnički rezultat izuma je proizvodnja mangan dioksida poboljšane kvalitete. 2 tab., 2 pr.

Izum se odnosi na područje crne metalurgije, točnije na proizvodnju visokokvalitetnog mangan dioksida, koji se može široko koristiti u kemijskoj i metalurškoj industriji, posebice u proizvodnji elektrolitičkog i elektrotermalnog mangana, srednje ugljičnog feromangana. , i legure s niskim sadržajem fosfora na njegovoj osnovi.

Iz stručne literature poznato je nekoliko metoda za proizvodnju čistog mangan dioksida: kemijska, hidrometalurška, pirohidrometalurška i pirometalurška.

Glavni zahtjevi za kemijske metode za proizvodnju mangan dioksida su:

Učinkovitost uklanjanja fosfora i jalovine;

Jednostavnost dizajna hardvera;

Visoke performanse;

Dostupnost i niska cijena reagensa.

Poznata je metoda za proizvodnju čistog mangan dioksida korištenjem metode sumporne kiseline. Suština metode je sljedeća: sumporov dioksid koji sadrži sumporov dioksid (SO2) i sumporni anhidrid (SO3) propušta se kroz suspenziju (S:L = 1:4) pripremljenu od rude i otopine kalcijevog ditionata. Otapanje ovih plinova u vodi dovodi do stvaranja sumporne i sumporne kiseline. Manganovi oksidi se intenzivno otapaju u sumporastoj kiselini pri čemu nastaju manganova sol ditionske kiseline i manganov sulfat prema reakcijama: MnO2+2SO2 = MnS2O6; MnO2+SO2 = MnSO4.

U prisustvu viška kalcijevog ditionata, taloži se kalcijev sulfat i nastaje manganov ditionat: MnSO4+CaS2O6=MnS2O6+CaSO4

Izlužena pulpa se neutralizira vapnenim mlijekom do pH 4-5, zatim se prozračuje radi oksidacije željeznog oksida i uklanjanja sumpornog dioksida. Talože se: feri željezo, fosfor, aluminij, silicij. Talog se odfiltrira, ispere vrućom vodom i pošalje na deponij. Iz pročišćene otopine dodavanjem živog vapna taloži se mangan u obliku hidroksida i ponovno se dobije kalcijev ditionat koji se vraća u proces:

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

Talog mangan hidroksida se odfiltrira, ispere, osuši i kalcinira. Kalcinirani koncentrat sadrži, %: 92 - MnO2, 1,5 - SiO2, 4,0 - CaO, 0,02 - P2O5 i 0,5-3 - SO 2 (M.I. Gasik. Metalurgija mangana. Kijev: Tehnologija, 1979., str.55-56).

Nedostaci poznate metode za proizvodnju mangan dioksida su:

Složenost dizajna hardvera;

Proizvod je onečišćen otpadnim kamenjem (SiO2, CaO, itd.);

Visoka koncentracija sumpora u konačnom proizvodu (od 0,5 do 3%).

Najbliža predloženoj u pogledu tehničke suštine i postignutog učinka je metoda proizvodnje mangan dioksida toplinskom razgradnjom mangan nitrata u prisutnosti kalcijevih, magnezijevih, kalijevih i natrijevih nitrata, prema kojoj se razgradnja provodi na tlaka 0,15-1,0 MPa (Autorska potvrda br. 1102819, kl. C22B 47/00; C01G 45/02, prioritet od 20.05.83., objavljeno 15.07.84., bilten br. 26).

Prema metodi prototipa, mangan dioksid se proizvodi u prisutnosti kalcijevih, magnezijevih, kalijevih i natrijevih nitrata, razgradnja se provodi pri tlaku od 0,15-1,0 MPa.

Tehnološki parametri i svojstva metode prototipa:

Temperatura raspadanja, °C - 170-190;

Brzina stvaranja mangan dioksida, kg / m3h - 500-700;

Stupanj razgradnje Mn(NO3)2,% od izvorne količine - 78-87;

Uvjeti za istovar pulpe iz reaktora - gravitacijski;

Potrošnja energije, MJ / kg - 1,7-2,2;

Nedostaci ove poznate metode su niska brzina razgradnje mangan nitrata, velika potrošnja energije i velika količina vode u nastalim dušikovim oksidima.

Cilj ovog izuma je pojednostaviti tehnologiju za proizvodnju mangan dioksida, povećavajući brzinu razgradnje i prinos proizvoda.

Cilj se postiže tako što se proces termičke razgradnje odvija uz postupno snižavanje tlaka u autoklavu, počevši od tlaka od 0,6 MPa do snižavanja na 0,15 MPa na kraju procesa, dok se pulpa razgrađuje. kontinuirano obrađen miješalicom koja se okreće brzinom od 1-15 o/min; u ovom slučaju, tijekom procesa toplinske razgradnje, vibracija s frekvencijom od 20-50 herca primjenjuje se na rotirajuću miješalicu.

Gornja vrijednost tlaka za toplinsku razgradnju nitrata određena je uvjetima prerade dušikovih oksida u kiselinu (provodi se pri tlaku koji ne prelazi 0,6 MPa), a donja granica određena je praktičnom svrhovitošću. Postupno smanjenje tlaka na 0,15 MPa osigurava potpuniju toplinsku razgradnju manganovih nitrata.

Smanjenje brzine vrtnje miksera ispod 1 o/min ne daje homogenu otopinu pulpe. Povećanje brzine vrtnje iznad 15 okretaja u minuti dovodi do odvajanja pulpe i pojave područja s većom koncentracijom vode (zbog razlika u gustoćama).

Niže frekvencije vibracija - ispod 20 herca, nametnute mješalici, praktički ne utječu na toplinsku razgradnju mangan nitrata. Povećanje frekvencije vibracija iznad 50 herca nije ekonomski opravdano.

Ako su ovi uvjeti ispunjeni, povećava se ne samo brzina razgradnje mangan nitrata, već i sam proces u cjelini postaje tehnološki napredniji. Utvrđeno je da u predloženom postupku iskorištenje pulpe ne ovisi uvelike o njezinim fizikalnim svojstvima, što uvelike pojednostavljuje proces njenog iskrcaja iz reaktora, dok dušikovi oksidi sadrže niže koncentracije vode i mogu se lako preraditi natrag u kiselinu. . U tablici 1. prikazani su usporedni podaci o tehnološkim parametrima proizvodnje mangan dioksida poznatom i predloženom metodom. Pokazatelji (prosječni) za predloženu metodu proizvodnje mangan dioksida, prikazani u tablici 8, uzeti su na temelju rezultata pokusa (primjer 1).

Tablica 8

Tehnološki parametri i svojstva
Poznati	Zaprosio
Temperatura raspadanja, °C
Tlak, MPa		Postupno smanjenje tlaka od 0,6 do 0,15
Brzina stvaranja mangan dioksida, kg/m3h
Vrijeme potrebno za stvaranje 200 kg mangan dioksida, h
Stupanj razgradnje Mn(NO3)2, % od izvorne količine
Uvjeti za istovar pulpe iz reaktora	Gravitacijom	Gravitacijom
Potrošnja energije, MJ/kg MnO2
Brzina rotacije miksera, o/min.

Tijekom termičke razgradnje, na rotirajuću mješalicu se vrši vibracija frekvencije 30 herca - stupanj razgradnje Mn(NO3)2 se povećava za 2-3,5%.

Fizikalno-kemijska svojstva praha:

Gustoća - 5,10 g / cm3;

H 2O - ne više od 3H10-2 tež.%.

Dolje su navedeni primjeri, koji ne isključuju druge, unutar opsega patentnih zahtjeva.

Primjer 1

1,5 kg otopine nitrata sljedećeg sastava, mas. %: 40,15 Mn(NO3)2; 25,7 Ca(NO3) 2; 7,3 Mg(NO3)2; 9,2 KNO3; 5,7 NaNO3; 15,0 H2O.

Težina vode uklonjene tijekom toplinske razgradnje određena je razlikom u njezinoj težini u početnoj otopini i u tekućoj fazi pulpe. Količina oslobođenih dušikovih oksida određena je stehiometrijom reakcije toplinske razgradnje mangan nitrata u skladu s dobivenom količinom MnO2. Glavni rezultati pokusa prikazani su u tablici 9.

Tablica 9

Mogućnosti	Primjeri konkretne provedbe
Poznata metoda	Predložena metoda
Temperatura raspadanja, C°
Tlak, MPa*
Brzina rotacije miksera, o/min
Frekvencija vibracija, Hz
Vrijeme razgradnje, min
Brzina stvaranja MnO2, kg/m3h
Volumen ispuštenih plinova, m3 po 1 kg MnO2
Prinos suhog mangan dioksida, %
Gornja granica tlaka za toplinsku razgradnju nitrata određena je uvjetima prerade dušikovih oksida u kiselinu

Dobiven je mangan dioksid sljedećeg sastava, mas.%: MnO2 - 99,6; R<0,005; S<0,05; SiO2<0,1; (К, Mg, Na, Ca)<0,1.

Dakle, predložena metoda osigurava ne samo bržu razgradnju mangan nitrata, već i značajno pojednostavljuje tehnologiju proizvodnje MnO2, kako u fazi istovara tako iu fazi regeneracije dušikovih oksida; istovremeno se značajno smanjuju troškovi redistribucije. Iskorištenje dobivenog suhog mangan dioksida je 84-92% u odnosu na 78% (prema poznatoj metodi) od teoretski mogućeg.

Primjer 2

Dobiveni mangan dioksid koristi se za taljenje metalnog mangana postupkom izvan peći.

Naboj je bio sljedećeg sastava, kg:

Samo 15,5 kg.

Smjesa je miješana, utovarena u okno za taljenje i zapaljena fitiljem. Vrijeme taljenja bilo je 2,4 minute. Dobili smo 5,25 kg metalnog sastava mangana. % Mn 98,9; Al 0,96; P - tragovi (manje od 0,005%) i 9,3 kg sastava troske, mas.%: MnO 14,6; Al2O3 68,3; CaO 18,0.

Izvlačenje mangana u leguru iznosilo je 85,0%.

Troska od taljenja metalnog mangana može se koristiti kao sirovina (umjesto boksita) u proizvodnji aluminija.

Primjenom predloženog izuma riješit će se problem korištenja značajnih rezervi niskokvalitetnih manganskih ruda, posebno karbonatnih ruda ležišta Usinsk ili feromanganskih nodula, čije je obogaćivanje na bilo koji drugi način trenutno neisplativo.

Dobivene legure mangana odlikuju se visokom koncentracijom vodećeg elementa (mangana) i niskim sadržajem štetnih nečistoća (fosfora i ugljika).

Korištenje manganskih ferolegura u taljenju visokokvalitetnih čelika dovodi do smanjenja potrošnje metala u konstrukcijama, pojednostavljuje proces legiranja i daje značajan ekonomski učinak.

Proizvodnja koncentrata mangana kemijskim metodama značajno će smanjiti nedostatak manganskih ferolegura u zemlji, a njegova proizvodnja može se organizirati u kemijskim tvornicama.

Predložena metoda za proizvodnju mangan dioksida može se organizirati u poduzećima koja imaju mogućnost iskorištavanja dušikovih oksida.

ZAHTJEV

Metoda za proizvodnju mangan dioksida toplinskom razgradnjom, uključujući otapanje sirovina koje sadrže mangan u dušičnoj kiselini kako bi se dobila otopina manganovih nitrata i nitrata, nečistoća kalcija, kalija, magnezija, natrija prisutnih u rudi, i naknadnu toplinsku razgradnju nitrata u autoklav, karakteriziran time što se toplinska razgradnja provodi pri stalnom smanjenju tlaka u autoklavu, počevši od tlaka od 0,6 MPa i snižavajući ga na kraju procesa na 0,15 MPa, dok se pulpa kontinuirano obrađuje mješalicom vrteći se brzinom od 1-15 okretaja u minuti i vibrirajući na frekvenciji od 20 -50 Hz.

eksperimentalni dio

Gore navedena iskustva primjenjuju se u velikim poduzećima.

Želim razmotriti laboratorijsku metodu za dobivanje mangan dioksida u kositrenom dioksidu.

Pribor:

1. Porculanski lončić:

2.Stakleni filter.

Bit metode: Priprava čvrstih oksida termičkom razgradnjom smjese SnC2O4*H2O i MnSO4*5H2O, kalciniranjem na zraku.

Preliminarna sinteza SnC2O4*H2O.

Za dobivanje kositrenog oksalata uzeli smo 10 g kositrenog sulfata i 4,975 g amonijevog oksalata. Pripremljene su otopine obje tvari; u tu svrhu otopi se kositreni sulfat u 100 ml vode, a amonijev oksalat u 50 ml vode. Zatim je otopini amonijevog oksalata dodana otopina kositrenog sulfata. Uočeno je aktivno taloženje bijelog finog sedimenta (SnC2O4*H2O). Dobivena suspenzija je filtrirana na filteru od debelog stakla.

Jednadžba reakcije:

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

Rezultat je bio 7,934 g kositrenog oksalata, s procijenjenom masom od 9,675. Prinos reakcije bio je 82,0%.

Prema jednadžbama reakcija

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

SnC2O4*H2O >SnO + CO2 + H2O >SnO2

A) 7,5% MnO2 / 92,5% SnO2.

Da bismo ga dobili, uzeli smo: 0,75 g SnC2O4 * H2O, 0,07 g MnSO4 * 5H2O. (Budući da je količina mangan sulfata bila znatno manja od količine amonijevog oksalata, da bi se postigla veća homogenost smjese, nakon stavljanja u porculanski lončić dodano je nekoliko kapi vode. Zatim je smjesa kalcinirana na plameniku. ). Način kalcinacije na 900 °C tijekom 2 sata nije dao nikakav rezultat (zadržala se sivkasto-krem boja smjese). Kao rezultat kalcinacije na 1200 °C tijekom 2 sata, uzorak je dobio svijetlu crvenu boju. Masa uzorka 0,5 g.

B) 15% MnO2 / 85% SnO2. (0,761 g SnC2O4*H2O, 0,088 g MnSO4*5H2O) Težina uzorka 0,53 g.

B) 22% MnO2 / 78% SnO2. (0,67 g SnC2O4*H20, 0,204 g MnSO4*5H20). Masa uzorka 0,52 g.

D) 28% MnO2 / 72% SnO2 (0,67 g. SnC2O4 * H2O, 0,2911 g. MnSO4 * 5H2O). Masa uzorka 0,56 g.

Zaključak

Prije početka istraživanja postavio sam si sljedeće zadatke:

· Provesti analizu literature o fizikalnim i kemijskim svojstvima, načinima proizvodnje, načinima korištenja mangana i manganovih oksida;

· Proučiti svojstva manganovih oksida;

· Otkriti tehnologije za proizvodnju mangan dioksida i identificirati najučinkovitije;

· Izvršite izračune.

Tijekom mog rada:

1. Provedena je analiza literature o fizikalnim i kemijskim svojstvima, načinima proizvodnje i načinima uporabe mangana i manganovih oksida;

2. Proučavana su svojstva manganovih oksida;

3. Prikazane su tehnologije za proizvodnju mangan dioksida i identificirana je najučinkovitija;

4. Izračuni su provedeni.

Razmatrani su mnogi načini dobivanja mangan dioksida iz različitih izvora, ali sam se odlučio usredotočiti na metodu dobivanja mangan dioksida u kositrenom dioksidu. Pokazao je visok stupanj kristalnosti uzorka i visok prinos. Ima smisla koristiti ga (za visoke koncentracije mangan dioksida).

Primjena

Mangan

Rasprostranjenost u prirodi

Mangan je 14. najzastupljeniji element na Zemlji, a nakon željeza, drugi je teški metal pronađen u zemljinoj kori (0,03% od ukupnog broja atoma u zemljinoj kori). Masinska količina mangana raste od kiselih (600 g/t) do bazičnih stijena (2,2 kg/t). Prati željezo u mnogim njegovim rudama, ali postoje i neovisna ležišta mangana. U ležištu Chiatura (regija Kutaisi) koncentrirano je do 40% ruda mangana. Mangan rasut u stijenama ispire voda i odnosi ga u Svjetski ocean. Istodobno, njegov sadržaj u morskoj vodi je beznačajan (10? 7-10? 6%), au dubokim mjestima oceana njegova koncentracija raste na 0,3% zbog oksidacije kisikom otopljenim u vodi uz stvaranje vode- netopljivi manganov oksid, koji je u hidratiziranom obliku (MnO2 xH2O) tone u niže slojeve oceana, tvoreći na dnu takozvane željezo-manganove kvržice u kojima količina mangana može doseći 45% (sadrže i nečistoće od bakra, nikla, kobalta). Takvi noduli mogu postati izvor mangana za industriju u budućnosti.

Svjetske rezerve ruda mangana predstavljene su 90% oksidnim (38%) i oksidno-karbonatnim (52%) rudama.

U Južnoafričkoj Republici oko 95% rezervi koncentrirano je u jedinstvenoj zoni mangansko-željezne rude Kuruman. Najveća nalazišta su Mamatvan (prosječni sadržaj mangana 38%), Wessels (47%) Middelplaatz (36%)

U Kini su rezerve mangana predstavljene malim, ali brojnim nalazištima oksidnih ruda. Prosječni sadržaj u rudama je 20-40%. Država neprestano traži i istražuje nova nalazišta mangana kako bi smanjila ovisnost zemlje o uvozu visokokvalitetnih ruda.

U Kazahstanu se više od 90% nalazi u regiji Središnji Kazahstan, u poljima Karazhal i Ushkatyn. Rezerve su oko 85 milijuna tona (prosječni sadržaj mangana 22%).

Ukrajinska nalazišta nalaze se u južnoukrajinskom bazenu rude mangana. To su polja Nikopolj i Bolshetokmakskoye, koja sadrže 33 i 67% dokazanih rezervi Ukrajine. Ukrajina također ima jedan od najmoćnijih kompleksa u Europi za preradu rude i proizvodnju manganskih ferolegura, uključujući tvornice Nikopolj, Zaporožje i Stahanov.

U Gruziji je glavna sirovinska baza nalazište Chiatura. Oksidne rude čine 28% (prosječni sadržaj mangana 26%) potvrđenih rezervi, karbonatne rude (prosječni sadržaj mangana 18%-72%).

U Rusiji je mangan izrazito deficitarna sirovina od strateške važnosti. Osim navedenih naslaga Usinsky i Polunochny, ležišta Južnog Khingana u Malom Khinganu u židovskoj regiji, Porozhnenskoye na grebenu Yenisei, područje Rogachevo-Taininska (260 milijuna tona karbonatnih ruda, s sadržajem od 8-15% ) i nedovoljno istraženo rudno polje Sjeverni Taininski (5 milijuna tona oksidnih ruda, s sadržajem od 16-24%) na Novoj Zemlji.

Fizička i kemijska svojstva

Mangan je tvrd, krt metal. Poznate su četiri kubične modifikacije metalnog mangana. Na temperaturama od sobne do 710°C a-Mn je stabilan, parametar rešetke a = 0,89125 nm, gustoća 7,44 kg/dm3. U temperaturnom području 710-1090°C postoji b-Mn, parametar rešetke a = 0,6300 nm; na temperaturama 1090-1137°C - g-Mn, parametar rešetke a = 0,38550 nm. Konačno, na temperaturama od 1137°C do tališta (1244°C), d-Mn s parametrom rešetke a = 0,30750 nm je stabilan. Modifikacije a, b i d su krte, g-Mn je duktilan. Vrelište mangana je oko 2080°C.

Na zraku mangan oksidira, zbog čega je njegova površina prekrivena gustim oksidnim filmom koji štiti metal od daljnje oksidacije. Kada se kalcinira na zraku iznad 800°C, mangan se prekriva kamencem koji se sastoji od vanjskog sloja Mn3O4 i unutarnjeg sloja MnO.

Mangan stvara nekoliko oksida: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2 i Mn2O7. Svi oni, osim Mn2O7, koji je uljasta zelena tekućina na sobnoj temperaturi s talištem od 5,9°C, su kristalne krutine.

Manganov monoksid MnO nastaje razgradnjom dvovalentnih soli mangana (karbonata i drugih) na temperaturi od oko 300°C u inertnoj atmosferi:

MnCO3 = MnO + CO2

Ovaj oksid ima svojstva poluvodiča. Razgradnjom MnOOH može nastati Mn2O3. Isti manganov oksid nastaje kada se MnO2 zagrijava na zraku na temperaturi od približno 600°C:

4MnO2 = 2Mn2O3 + O2

Mn2O3 oksid se reducira vodikom u MnO, a pod djelovanjem razrijeđene sumporne i dušične kiseline prelazi u mangan dioksid MnO2.

Ako se MnO2 kalcinira na temperaturi od oko 950°C, tada se uočava eliminacija kisika i stvaranje manganovog oksida sastava Mn3O4:

3MnO2 = Mn3O4 + O2

Ovaj oksid se može prikazati kao MnO·Mn2O3, a po svojstvima Mn3O4 odgovara smjesi ovih oksida.

Mangan dioksid MnO2 je najčešći prirodni spoj mangana u prirodi, koji postoji u nekoliko polimorfnih oblika. Takozvana b-modifikacija MnO2 je već spomenuti mineral piroluzit. Ortorombska modifikacija mangan dioksida, g-MnO2, također se pojavljuje u prirodi. Ovo je mineral ramsdelite (drugi naziv je polianit).

Mangan dioksid je nestehiometrijski; u njegovoj rešetki uvijek postoji manjak kisika. Ako su manganovi oksidi koji odgovaraju nižim oksidacijskim stanjima od +4 bazični, tada manganov dioksid ima amfoterna svojstva. Na 170°C MnO2 se može reducirati vodikom u MnO.

Ako se kalijevom permanganatu KMnO4 doda koncentrirana sumporna kiselina, nastaje kiseli oksid Mn2O7 koji ima jaka oksidacijska svojstva:

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

Mn2O7 je kiseli oksid, predstavljen je jakom permanganskom kiselinom NMnO4, koja ne postoji u slobodnom stanju.

U interakciji mangana s halogenima nastaju dihalidi MnHal2. Kod fluora je moguć i nastanak fluorida sastava MnF3 i MnF4, a kod klora i triklorida MnCl3. Reakcije mangana sa sumporom dovode do stvaranja sulfida sastava MnS (postoji u tri polimorfna oblika) i MnS2. Poznata je čitava grupa manganovih nitrida: MnN6, Mn5N2, Mn4N, MnN, Mn6N5, Mn3N2.

S fosforom mangan stvara fosfide sastava MnP, MnP3, Mn2P, Mn3P, Mn3P2 i Mn4P. Poznato je nekoliko mangan karbida i silicida.

Mangan vrlo sporo reagira s hladnom vodom, no zagrijavanjem se brzina reakcije znatno povećava, nastaje Mn(OH)2 i oslobađa se vodik. Kada mangan stupa u interakciju s kiselinama, nastaju soli mangana (II):

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2.

Iz otopina soli Mn2+ moguće je istaložiti bazu Mn(OH)2 koja je slabo topljiva u vodi:

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

Manganu odgovara nekoliko kiselina, od kojih su najvažnije jaka nestabilna permanganska kiselina H2MnO4 i manganska kiselina HMnO4, čije su soli manganati (na primjer natrijev manganat Na2MnO4) odnosno permanganati (na primjer kalijev permanganat KMnO4) .

Manganati (poznati su samo manganati alkalnih metala i barija) mogu pokazivati ​​svojstva kao oksidansi (češće)

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

i redukciona sredstva

2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl.

U vodenim otopinama manganati se nesrazmjerno dijele na spojeve mangana (+4) i mangana (+7):

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

U tom se slučaju boja otopine mijenja iz zelene u plavu, zatim u ljubičastu i grimizno. Zbog svoje sposobnosti da mijenja boju svojih otopina, K. Scheele je kalijev manganat nazvao mineralom kameleonom.

Permanganati su jaki oksidansi. Na primjer, kalijev permanganat KMnO4 u kiseloj sredini oksidira sumporni dioksid SO2 u sulfat:

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

Pri tlaku od oko 10 MPa, bezvodni MnCl2, u prisutnosti organometalnih spojeva, reagira s ugljikovim monoksidom (II) CO i nastaje binuklearni karbonil Mn2(CO)10.

Književnost

1. Internet resursi.

2. Radionica iz anorganske kemije: Proc. Priručnik za studente. viši Udžbenik Ustanove/V.A. Aleshin, A.I. Dunaev, A. I. Žirov; uredio Yu.D. Tretyakov - M.: Izdavačka kuća. Centar "Akademija", 2004.

3. Glinka N.L. Opća kemija // M.: Integral-press, 2002.

4. Akhmetov N.S. opća i anorganska kemija. Udžbenik Za sveučilišta - 4. izdanje, revidirano // M.: Higher. Škola, izdavački centar "Akademija", 2001.

5. Anorganska kemija. Kemija elemenata: Udžbenik u 2 sveska. T.2/Ju.D. Tretyakov, L.I. Martynenko, A.N Grigoriev, A. Yu Tsivadze. - 2. izdanje, revidirano. i dodatni - M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog sveučilišta; ICC "Akademkniga", 2007.

6. Kemijska enciklopedija / Uredništvo: Knunyants I.L. i drugi // M.: Sovjetska enciklopedija, 1992.

7. Ugai Y.A. Opća kemija: Udžbenik za studente kemije. specijalista. un-tov//M.: Viša. škola, -1984.

8. Opća i anorganska kemija. Tečaj predavanja. Dio II. glavne klase anorganskih spojeva/ Korneev Yu.M., Ovcharenko V.P., Egorov E.N.//M.: Škola nazvana po A.N. Kolmogorov, Izdavačka kuća Moskovskog sveučilišta, 2000.

9. Chemist’s Handbook / Urednički odbor: Nikolsky B.P. i dr. - 2. izdanje, revidirano//M.-L.: Kemija, 1966. - T.1.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Povijesna referenca. Primjena mangana. Dobivanje mangana. Spojevi mangana u biološkim sustavima. Obim proizvodnje rude mangana po poduzećima. Manganska gnojiva. Bolest uzrokovana toksinom mangana.

sažetak, dodan 05.11.2004


Svojstva sedimentnih naslaga manganskih ruda. Svojstva mangan monoksida. Razgradnja soli dvovalentnog mangana. Industrijska proizvodnja mangana. Vađenje i obogaćivanje ruda. Elektroliza vodenih otopina mangan sulfata. Resursi ruda mangana.

sažetak, dodan 01.03.2011


Slojeviti dvostruki hidroksidi (LDH), njihova struktura i metode sinteze. Ispitivanje sorpcije mangana(II) na uzorcima Mg,Al-CO3 LDH u statičkim uvjetima. Kinetika sorpcije mangana(II). Ovisnost optičke gustoće o vremenu sorpcije mangana(II) iz otopine.

kolegij, dodan 13.10.2017


Uvjeti za metalotermiju. Proračun sastava početne smjese i mogućih reakcija. Svojstva reducibilnih oksida. Proizvodnja mangana aluminotermijom. Kemijska svojstva dobivenih tvari i prekursora. Određivanje produkta reakcije.

kolegij, dodan 16.12.2015


Pročišćavanje vode od mangana. Bezreagensne i reagensne metode za demanganizaciju vode. Duboka aeracija nakon koje slijedi filtracija. Upotreba katalizatora oksidacije mangana. Uklanjanje mangana iz podzemnih voda. Tehnologija korištenja kalijevog permanganata.

sažetak, dodan 09.03.2011


Opće karakteristike, osnovna fizikalna i kemijska svojstva mangan (III) oksohidroksida, kalijevog trioksalatomanganata (III), kalijevog dioksalatodiakvamanganata (III), redoslijed njihovog nastanka i područje primjene. Sinteza MnO(OH) i drugih spojeva.

praktični rad, dodano 23.03.2011


Kemijska svojstva mangana i njegovih spojeva. Industrijska proizvodnja mangana. Povijest otkrića kroma, opće informacije. Stope potrošnje mangana i kroma, njihova biološka uloga. Utjecaj nedostatka ili viška mikroelemenata na ljudski organizam.

sažetak, dodan 20.01.2015


Razmatranje glavnih metoda analize željeza i mangana. Opis klasičnih i instrumentalnih metoda. Analiza sastava soli. Maseno spektrometrijsko, titrimetrijsko i gravimetrijsko određivanje litija, željeza, mangana u miješanom fosfatu.

kolegij, dodan 24.01.2016


Gravimetrijske metode za određivanje mangana u obliku oksida, sulfida, fosfata, pikrolonata. Proučavanje elementa pomoću permanganatometrije, jodometrije, potenciometrijske titracije. Analiza otopina fotometrijskim i luminescentnim metodama.

kolegij, dodan 28.10.2012


Opća svojstva mangana, njegova osnovna fizikalna i kemijska svojstva, povijest otkrića i suvremena dostignuća u istraživanju. Prevalencija ovog kemijskog elementa u prirodi, smjerovi njegove primjene u industriji, proizvodnji.

Mangan dioksid je anorganski spoj, mangan(IV) oksid formule MnO2. U prirodi se javlja kao široko rasprostranjeni mineral piroluzit. U industriji se mangan dioksid dobiva elektrolizom otopine mangan sulfata, u laboratorijima - iz kalijevog permanganata zagrijavanjem ili interakcijom s vodikovim peroksidom.

Svojstva

Fini ili fino kristalni prah tamnosmeđe ili crne boje. Ne otapa se u vodi. Raspada se zagrijavanjem iznad +105 °C. Toksičan.

Kemijski, reagens je vrlo stabilan i smatra se najstabilnijim spojem mangana koji sadrži kisik. U normalnim uvjetima slabo reagira. Pokazuje amfoterna svojstva, tj. stvara i kiseline i lužine. Može djelovati kao redukcijsko sredstvo, ali češće kao jako oksidacijsko sredstvo. Reagira s jakim anorganskim i organskim kiselinama, kao što su sumporna, klorovodična, dušična, oksalna i stvara soli: sulfate, kloride, nitrate, oksalate. Pri reakciji s klorovodičnom kiselinom oslobađa se klor. S dušičnom i sumpornom kiselinom - kisik. Interakcija s jakim oksidansima. U reakcijama s lužinama stvara soli manganove (H2MnO3) kiseline - manganite.

		Mangan dioksid 91% EDM

Ovo je zanimljivo

• Čovječanstvo koristi tvar gotovo od svog nastanka. Arheolozi su otkrili da su špiljske slike iz špilje Lascaux (Francuska) napravljene upravo s mangan dioksidom. Ovi crteži, prema radiokarbonskom datiranju, stari su od 17 do 19 tisuća godina.
• Postoje još drevniji dokazi. U špilji Pech-de-Laze (Francuska) pronađeni su komadi crnog kamena, koji je mangan-dioksid. Čini se da su ovo kamenje koristili neandertalci za paljenje ili održavanje požara prije otprilike pola milijuna godina.

Mjere opreza

Odnosi se na klasu 2 opasnosti za ljudsko zdravlje. Može se progutati udisanjem aerosola prašine. Uzrokuje iritaciju u dodiru s kožom. Ako se proguta ili udahne, nakuplja se u tijelu. Visoka doza reagensa koja ulazi u tijelo ima negativan učinak na dišni sustav, središnji živčani i kardiovaskularni sustav. Prema sigurnosnim pravilima koje je utvrdio GOST, pri radu s mangan dioksidom trebate koristiti posebnu odjeću, gumene rukavice i respiratore tipa "Latica" s filtrom za prašinu i zaštitne naočale. Koncentraciju reagensa u zraku radnog prostora potrebno je redovito provjeravati. Sama soba mora biti opremljena prisilnom ventilacijom.

Mangan dioksid se skladišti i transportira u vrećama otpornim na vlagu, impregniranim papirom ili plastikom, te u čeličnim spremnicima i bačvama omotanim od kartona. Čuva se u natkrivenim skladištima.

Primjena

opći pregled

Mangan je element VIIB podskupine IV perioda. Elektronska struktura atoma je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2, najkarakterističnija oksidacijska stanja u spojevima su od +2 do +7.

Mangan je prilično čest element, koji čini 0,1% (maseni udio) zemljine kore. U prirodi se nalaze samo u obliku spojeva, glavni minerali su piroluzit (manganov dioksid MnO2.), gauskanit Mn3O4 i braunit Mn2O3.

Fizička svojstva

Mangan je srebrnobijeli, tvrdi, krti metal. Gustoća mu je 7,44 g/cm 3, talište 1245 o C. Poznate su četiri kristalne modifikacije mangana.

Kemijska svojstva

Mangan je aktivan metal; u nizu napona nalazi se između aluminija i cinka. Na zraku je mangan prekriven tankim oksidnim filmom koji ga štiti od daljnje oksidacije čak i pri zagrijavanju. U fino usitnjenom stanju mangan lako oksidira.

3Mn + 2O 2 = Mn 3 O 4– kad se kalcinira na zraku

Voda na sobnoj temperaturi djeluje na mangan vrlo sporo, ali kada se zagrije djeluje brže:

Mn + H2O = Mn(OH)2 + H2

Otapa se u razrijeđenoj klorovodičnoj i dušičnoj kiselini, kao i u vrućoj sumpornoj kiselini (u hladnoj H2SO4 praktički je netopljiv):

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2 Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2

Priznanica

Mangan se dobiva iz:

1. elektroliza otopine MnSO 4. U elektrolitičkoj metodi ruda se reducira i potom otapa u mješavini sumporne kiseline i amonijevog sulfata. Dobivena otopina se podvrgava elektrolizi.

2. redukcija iz njegovih oksida sa silicijem u električnim pećima.

Primjena

Mangan se koristi:

1. u proizvodnji legiranih čelika. Manganski čelik, koji sadrži do 15% mangana, ima visoku tvrdoću i čvrstoću.

2. mangan je dio niza legura na bazi magnezija; povećava njihovu otpornost na koroziju.

Magrane oksidi

Mangan tvori četiri jednostavna oksida - MnO, Mn2O3, MnO2 I Mn2O7 i miješani oksid Mn3O4. Prva dva oksida imaju bazična svojstva, mangan dioksid MnO2 je amfoteran, a viši oksid Mn2O7 je anhidrid permanganske kiseline HMnO4. Poznati su i derivati ​​mangana(IV), ali odgovarajući oksid MnO3 nije primljeno.

Spojevi mangana(II).

Oksidacijsko stanje +2 odgovara manganovom (II) oksidu MnO, manganov hidroksid Mn(OH) 2 i soli mangana(II).

Mangan(II) oksid se dobiva u obliku zelenog praha redukcijom drugih manganovih oksida vodikom:

MnO 2 + H 2 = MnO + H 2 O

ili tijekom toplinske razgradnje manganovog oksalata ili karbonata bez pristupa zraka:

MnC 2 O 4 = MnO + CO + CO 2 MnCO3 = MnO + CO2

Djelovanjem lužina na otopine soli mangana (II) taloži se bijeli talog manganovog hidroksida Mn(OH)2:

MnCl 2 + NaOH = Mn(OH) 2 + 2NaCl

Na zraku brzo tamni, oksidira u smeđi mangan(IV) hidroksid Mn(OH)4:

2Mn(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 2 Mn(OH) 4

Mangan (II) oksid i hidroksid pokazuju bazična svojstva i lako su topljivi u kiselinama:

Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl2 + 2H2O

Soli mangana (II) nastaju kada se mangan otopi u razrijeđenim kiselinama:

Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2- kada se zagrije

ili djelovanjem kiselina na razne prirodne spojeve mangana, na primjer:

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

U čvrstom obliku, soli mangana (II) su ružičaste boje; otopine ovih soli su gotovo bezbojne.

U interakciji s oksidacijskim sredstvima, svi spojevi mangana (II) pokazuju redukcijska svojstva.

Spojevi mangana(IV).

Najstabilniji spoj mangana(IV) je tamnosmeđi manganov dioksid. MnO2. Lako nastaje i tijekom oksidacije nižih i tijekom redukcije viših spojeva mangana.

MnO2- amfoterni oksid, ali su kisela i bazična svojstva vrlo slabo izražena.

U kiseloj sredini, mangan dioksid je jak oksidans. Pri zagrijavanju s koncentriranim kiselinama dolazi do sljedećih reakcija:

2MnO 2 + 2H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Štoviše, u prvoj fazi u drugoj reakciji najprije nastaje nestabilni mangan (IV) klorid, koji se zatim razgrađuje:

MnCl 4 = MnCl 2 + Cl 2

Kod fuzije MnO2 Manganiti se dobivaju s alkalijama ili bazičnim oksidima, na primjer:

MnO 2 + 2KOH = K 2 MnO 3 + H 2 O

Prilikom interakcije MnO2 s koncentriranom sumpornom kiselinom nastaje manganov sulfat MnSO4 i oslobađa se kisik:

2Mn(OH) 4 + 2H2SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 6H 2 O

Interakcija MnO2 s jačim oksidansima dovodi do stvaranja spojeva mangana (VI) i (VII), na primjer, kada se spoji s kalijevim kloratom, nastaje kalijev manganat:

3MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K2MnO 4 + KCl + 3H 2 O

i kada je izložen polonijevom dioksidu u prisutnosti dušične kiseline - manganske kiseline:

2MnO 2 + 3PoO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 3Po(NO 3) 2 + 2H 2 O

Primjena MnO 2

Kao oksidacijsko sredstvo MnO2 koristi se u proizvodnji klora iz klorovodične kiseline i u suhim galvanskim člancima.

Spojevi mangana(VI) i (VII).

Kada se mangan dioksid stopi s kalijevim karbonatom i nitratom, dobiva se zelena legura iz koje se mogu izolirati tamnozeleni kristali kalijevog manganata K2MnO4- soli vrlo nestabilne permanganske kiseline H2MnO4:

MnO 2 + KNO 3 + K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + CO 2

u vodenoj otopini manganati spontano prelaze u soli manganove kiseline HMnO4 (permanganate) uz istodobno stvaranje mangan dioksida:

3K 2 MnO 4 + H 2 O = 2KMnO 4 + MnO 2 + 4KOH

u tom slučaju se boja otopine mijenja iz zelene u grimizno i ​​nastaje tamnosmeđi talog. U prisutnosti lužina, manganati su stabilni; u kiseloj sredini, prijelaz manganata u permanganat događa se vrlo brzo.

Kada jaki oksidanti (na primjer, klor) djeluju na otopinu manganata, potonji se potpuno pretvara u permanganat:

2K 2 MnO 4 + Cl 2 = 2KMnO 4 + 2KCl

Kalijev permanganat KMnO4- najpoznatija sol permanganske kiseline. Izgleda kao tamnoljubičasti kristali, umjereno topljivi u vodi, kao i svi spojevi mangana (VII), kalijev permanganat je jako oksidacijsko sredstvo. Lako oksidira mnoge organske tvari, pretvara soli željeza(II) u soli željeza(III), oksidira sumpornu kiselinu u sumpornu kiselinu, oslobađa klor iz klorovodične kiseline itd.

U redoks reakcijama KMnO4(i on MnO4-) može se obnoviti u različitim stupnjevima. Ovisno o pH medija, produkt redukcije može biti ion Mn 2+(u kiseloj sredini), MnO2(u neutralnoj ili blago alkalnoj sredini) ili ion MnO4 2-(u visoko alkalnom okruženju), na primjer:

KMnO4 + KNO 2 + KOH = K 2 MnO 4 + KNO 3 + H 2 O- u visoko alkalnom okruženju 2KMnO 4 + 3KNO 2 + H 2 O = 2MnO 2 + 3KNO 3 + 2KOH– u neutralnom ili blago alkalnom 2KMnO 4 + 5KNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5KNO 3 + 3H 2 O– u kiseloj sredini

Kada se zagrijava u suhom obliku, kalijev permanganat se već na temperaturi od oko 200 o C raspada prema jednadžbi:

2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Slobodna permanganatna kiselina koja odgovara permanganatima HMnO4 nije dobiven u bezvodnom stanju i poznat je samo u otopini. Koncentracija njegove otopine može se povećati na 20%. HMnO4- vrlo jaka kiselina, potpuno disocirana na ione u vodenoj otopini.

Manganov (VII) oksid ili manganov anhidrid, Mn2O7 može se pripraviti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na kalijev permanganat: 2KMnO 4 + H 2 SO 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Manganov anhidrid je zelenkastosmeđa uljasta tekućina. Vrlo je nestabilan: pri zagrijavanju ili u dodiru sa zapaljivim tvarima eksplodira u mangan dioksid i kisik.

Kao energetski oksidacijski agens, kalijev permanganat se široko koristi u kemijskim laboratorijima i industriji; također služi kao dezinfekcijsko sredstvo za proizvodnju kisika.

Manganov(II) oksid- MnO - niži manganov oksid, monoksid.

Bazični oksid. Netopljivo u vodi. Lako oksidira stvarajući krtu MnO 2 ljusku. Zagrijavanjem s vodikom ili aktivnim metalima reducira se u mangan.

Mangan(II) oksid može se dobiti kalcinacijom soli mangana(II) koje sadrže kisik na temperaturi od 300 °C u atmosferi inertnog plina. Iz uobičajenog MnO 2 dobiva se djelomičnom redukcijom na temperaturama od 700-900 °C vodikom ili ugljikovim monoksidom.

Mangan(II) hidroksid- anorganski spoj, metalni mangan hidroksid formule Mn(OH) 2, svijetloružičasti kristali, netopljivi u vodi. Pokazuje slaba osnovna svojstva. Oksidira na zraku.

Mangan (II) hidroksid nastaje interakcijom njegovih soli s alkalijama:

Kemijska svojstva.

· Mangan (II) hidroksid se lako oksidira na zraku u smeđi mangan oksohidroksid, koji se dalje raspada u mangan (IV) oksid:

· Mangan (II) hidroksid ima bazična svojstva. Reagira s kiselinama i kiselim oksidima:

· Mangan (II) hidroksid ima redukcijska svojstva. U prisutnosti jakih oksidacijskih sredstava može oksidirati u permanganat:

Manganov(III) oksid- anorganski spoj, metalni oksid mangana formule Mn 2 O 3, smeđe-crni kristali, netopljivi u vodi.

Priznanica.

· U prirodi se nalaze minerali braunit, kurnakit i bixbyite – manganov oksid s različitim nečistoćama.

· Oksidacija mangan(II) oksida:

Redukcija mangan(IV) oksida:

Kemijska svojstva.

· Zagrijavanjem se raspada:

· Kada se otopi u kiselinama, dolazi do disproporcije:

· Kada se stopi s metalnim oksidima, stvara manganitne soli:

Ne otapa se u vodi.

Mangan(III) hidroksid –Mn2O3ּ H 2 O ili MnO(OH) javlja se u prirodi kao mineral manganita(smeđa manganova ruda). Umjetno proizvedeni mangan (III) hidroksid koristi se kao crno-smeđa boja.

U interakciji s kiselim oksidirajućim sredstvima nastaje soli mangana.

Soli mangana (II) u pravilu su dobro topljive u vodi, osim Mn 3 (PO 4) 2, MnS, MnCO 3.

Manganov sulfat(II) MnSO 4 je bijela sol, jedan od najstabilnijih spojeva mangana (II). U prirodi se javlja u obliku kristalnog hidrata MnSO 4 7H 2 O. Koristi se za bojanje tkanina, a također, uz mangan (II) klorid MnCl 2, za proizvodnju drugih spojeva mangana.

Manganov karbonat(II) MnCO 3 se u prirodi pojavljuje u obliku mangana pshat i koristi se u metalurgiji.

Manganov nitrat(II) Mn(NO 3) 2 dobiva se samo umjetnim putem i koristi se za odvajanje metala rijetkih zemalja.

Manganove soli su katalizatori oksidativnih procesa koji uključuju kisik. Koriste se u sušarama. Laneno ulje s dodatkom takvog sredstva za sušenje naziva se ulje za sušenje.

Manganov(IV) oksid (manganov dioksid) MnO 2 je tamnosmeđi prah, netopljiv u vodi. Najstabilniji spoj mangana, rasprostranjen u zemljinoj kori (mineral piroluzit).

Kemijska svojstva.

U normalnim uvjetima ponaša se prilično inertno. Kada se zagrijava s kiselinama, pokazuje oksidirajuća svojstva, na primjer, oksidira koncentriranu solnu kiselinu u klor:

Sa sumpornom i dušičnom kiselinom MnO 2 se razgrađuje uz oslobađanje kisika:

U interakciji s jakim oksidansima, mangan dioksid se oksidira u spojeve Mn 7+ i Mn 6+:

Mangan dioksid pokazuje amfoterna svojstva. Stoga, kada se otopina soli MnSO 4 u sumpornoj kiselini oksidira s kalijevim permanganatom u prisutnosti sumporne kiseline, nastaje crni talog soli Mn(SO 4) 2 .

A kada se spoji s alkalijama i bazičnim oksidima, MnO 2 djeluje kao kiseli oksid, tvoreći soli - manganite:

Je katalizator za razgradnju vodikovog peroksida:

Priznanica.

U laboratorijskim uvjetima dobiva se termičkom razgradnjom kalijevog permanganata:

Također se može pripremiti reakcijom kalijevog permanganata s vodikovim peroksidom. U praksi nastali MnO 2 katalitički razgrađuje vodikov peroksid, zbog čega reakcija ne teče do kraja.

Na temperaturama iznad 100 °C redukcija kalijevog permanganata vodikom:

64. Spojevi mangana (VI), metode dobivanja i svojstva. Manganov (VII) oksid, permanganska kiselina i permanganati - dobivanje, svojstva, primjena.

Manganov(VI) oksid- anorganski spoj, metalni manganov oksid formule MnO 3, tamnocrvena amorfna tvar, reagira s vodom.

Nastaje kondenzacijom ljubičastih para koje se oslobađaju zagrijavanjem otopine kalijevog permanganata u sumpornoj kiselini:

Kemijska svojstva.

· Zagrijavanjem se raspada:

Reagira s vodom:

S alkalijama stvara soli - manganate:

Mangan(VI) hidroksid pokazuje kiseli karakter. Slobodna manganova (VI) kiselina je nestabilna i disproporcionira u vodenoj otopini prema sljedećoj shemi:

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

Manganati (VI) nastaju spajanjem mangan dioksida s alkalijama u prisutnosti oksidirajućih sredstava i imaju smaragdno zelenu boju. U jako alkalnom okruženju, manganati (VI) su prilično stabilni. Pri razrjeđivanju alkalnih otopina dolazi do hidrolize praćene disproporcioniranjem:

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

Manganati (VI) su jaki oksidansi koji se u kiseloj sredini reduciraju na Mn(II), a u neutralnim i alkalnim sredinama – do MnO2. Pod utjecajem jakih oksidansa mogu se oksidirati manganati (VI). Mn(VII):

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

Zagrijavanjem iznad 500 o C manganat (VI) se raspada na produkte:

manganat (IV) i kisik:

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

Mangan(VII) oksid Mn 2 O 7- zelenkastosmeđa uljasta tekućina (t pl =5,9 °C), nestabilna na sobnoj temperaturi; jak oksidans, u dodiru sa zapaljivim tvarima zapali ih, moguće i eksplozijom. Eksplodira od guranja, od jarkog bljeska svjetlosti, u interakciji s organskim tvarima. Manganov(VII) oksid Mn 2 O 7 može se dobiti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na kalijev permanganat:

Nastali mangan(VII) oksid je nestabilan i raspada se na mangan(IV) oksid i kisik:

Pritom se oslobađa ozon:

Mangan(VII) oksid reagira s vodom i nastaje permanganska kiselina, koja ima ljubičasto-crvenu boju:

Nije bilo moguće dobiti bezvodnu permangansku kiselinu u otopini, stabilna je do koncentracije od 20%. Ovaj vrlo jaka kiselina, prividni stupanj disocijacije u otopini koncentracije 0,1 mol/dm 3 iznosi 93%.

Permanganska kiselina – jako oksidirajuće sredstvo . Djeluje još energičnije Mn2O7, zapaljive tvari se zapale u dodiru s njim.

Soli permanganske kiseline nazivaju se permanganata . Najvažniji od njih je kalijev permanganat, koji je vrlo jak oksidans. Njegova oksidacijska svojstva prema organskim i anorganskim tvarima često se susreću u kemijskoj praksi.

Stupanj redukcije permanganatnog iona ovisi o prirodi medija:

1) kiseli okoliš Mn(II) (Mn 2+ soli)

MnO 4 - +8H + +5ē = Mn 2+ +4H 2 O, E 0 = +1,51 B

2) neutralna okolina Mn(IV) (mangan(IV) oksid)

MnO 4 - +2H 2 O+3ē=MnO 2 +4OH - ,E 0 = +1,23 B

3) alkalna sredina Mn(VI) (manganati M 2 MnO 4)

MnO 4 - +ē =MnO 4 2-, E 0 = +0,56B

Kao što se može vidjeti, permanganati pokazuju najjača oksidacijska svojstva u kiseloj sredini.

Stvaranje manganata događa se u jako alkalnoj otopini, koja potiskuje hidrolizu K2MnO4. Budući da se reakcija obično odvija u prilično razrijeđenim otopinama, konačni produkt redukcije permanganata u alkalnoj sredini, kao iu neutralnoj sredini, je MnO 2 (vidi disproporcioniranje).

Na temperaturi od oko 250 o C kalijev permanganat se razgrađuje prema sljedećoj shemi:

2KMnO 4(t) K 2 MnO 4(t) + MnO 2(t) + O 2(g)

Kalijev permanganat se koristi kao antiseptik. Vodene otopine različitih koncentracija od 0,01 do 0,5% koriste se za dezinfekciju rana, grgljanje i druge protuupalne postupke. Kod opeklina kože uspješno se koriste 2 - 5% otopine kalijeva permanganata (koža se isušuje i ne stvara se mjehurić). Za žive organizme permanganati su otrovi (uzrokuju koagulaciju proteina). Njihova neutralizacija se provodi s 3% otopinom H2O2, zakiseljen octenom kiselinom:

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

65. Spojevi renija (II), (III), (VI). Spojevi renija (VII): oksid, renijeva kiselina, perrenati.

Renijev(II) oksid- anorganski spoj, metalni oksid renija formule ReO, crni kristali, netopljivi u vodi, stvara hidrate.

Renijev oksid hidrat ReO H 2 O nastaje kada se renijeva kiselina reducira kadmijem u kiseloj sredini:

Renijev(III) oksid- anorganski spoj, metalni oksid renija formule Re 2 O 3, crni prah, netopljiv u vodi, tvori hidrate.

Dobiva se hidrolizom renij(III) klorida u alkalnom mediju:

Lako oksidira u vodi:

Renijev(VI) oksid- anorganski spoj, metalni oksid renija formule ReO 3, tamnocrveni kristali, netopljivi u vodi.

Priznanica.

· Omjer renijevog(VII) oksida:

Redukcija renij(VII) oksida ugljikovim monoksidom:

Kemijska svojstva.

· Zagrijavanjem se raspada:

· Oksidirano koncentriranom dušičnom kiselinom:

S hidroksidima alkalnih metala stvara renite i perrenate:

· Oksidirano atmosferskim kisikom:

Reducirano vodikom:

Renijev(VII) oksid- anorganski spoj, metalni oksid renija formule Re 2 O 7, svijetložuti higroskopni kristali, otapa se u hladnoj vodi, reagira s vrućom vodom.

Priznanica.

Oksidacija metalnog renija:

· Raspad zagrijavanjem renij(IV) oksida:

Oksidacija renij(IV) oksida:

· Raspad zagrijavanjem renijeve kiseline:

Kemijska svojstva.

· Zagrijavanjem se raspada:

· Reagira s vrućom vodom:

Reagira s alkalijama stvarajući perrenate:

· Je oksidirajuće sredstvo:

Reducirano vodikom:

· Kompotira s renijem:

Reagira s ugljikovim monoksidom:

Renska kiselina- anorganski spoj, kiselina koja sadrži kisik formule HReO 4, postoji samo u vodenim otopinama, tvori soli perrenati.

Prijenos renija iz slabo topljivih spojeva, kao što su ReO i ReS2, u otopinu provodi se kiselim raspadom ili alkalnom fuzijom uz stvaranje topljivih perrenata ili renijeve kiseline. Obrnuto, ekstrakcija renija iz otopina provodi se taloženjem u obliku slabo topljivih perrenata kalija, cezija, talija i dr. Od velikog je industrijskog značaja amonijev perhenat iz kojeg se redukcijom s vodikom dobiva metalni renij.

Renska kiselina se dobiva otapanjem Re2O7 u vodi:

Re2O7 + H2O = 2HReO4.

Otopine renijeve kiseline također se dobivaju otapanjem metalnog renija u vodikovom peroksidu, bromnoj vodi i dušičnoj kiselini. Višak peroksida uklanja se kuhanjem. Renska kiselina se dobiva oksidacijom nižih oksida i sulfida iz perrenata korištenjem ionske izmjene i elektrodijalize. Radi praktičnosti, tablica 2 prikazuje gustoće otopina renijeve kiseline.

Renska kiselina je stabilna. Za razliku od perklorne i manganske kiseline, ima vrlo slaba oksidacijska svojstva. Njegov oporavak obično je spor. Metalni amalgami i kemijska sredstva koriste se kao redukcijska sredstva.

Perhenati su manje topljivi i toplinski stabilniji od odgovarajućih perklorata i permanganata.

Najnižu topljivost imaju talij, cezij, rubidij i kalij perrenati.

Perrenati Tl, Rb, Cs, K, Ag su slabo topljive tvari, perrenati, Ba, Pb (II) srednje topljivosti, perrenati Mg, Ca, Cu, Zn, Cd itd. vrlo topljiv u vodi. Kao dio kalijevih i amonijevih perrenata, renij se izolira iz industrijskih otopina.

Kalijev perrenat KReO4 – mali bezbojni šesterokutni kristali. Topi se bez raspadanja na 555°C, isparava, djelomično disocira. Topljivost soli u vodenoj otopini renijeve kiseline veća je nego u vodi, dok u prisutnosti H2SO4 ostaje gotovo nepromijenjena.

Amonijev perhenat NH4ReO4 dobiva se neutralizacijom renijeve kiseline amonijakom. Relativno dobro topljiv u vodi. Prilikom kristalizacije iz otopina stvara kontinuirane čvrste otopine s KReO4. Kada se zagrijava na zraku, raspada se počevši od 200°, dajući sublimat koji sadrži Re2O7 i crni ostatak ReO2. Kada se razgradi u inertnoj atmosferi, nastaje samo renijev (IV) oksid prema reakciji:

2NH4ReO4 = 2ReO2 + N2 + 4H2O.

Kada se sol reducira vodikom, dobiva se metal.

Među solima renijeve kiseline s organskim bazama bilježimo nitron perhenat C20H17N4ReO4, koji ima vrlo nisku topljivost u otopinama acetata, posebno u prisutnosti viška nitron acetata. Stvaranje ove soli koristi se za kvantificiranje renija.

Autor: Kemijska enciklopedija I.L.Knunyants

MANGANOVI OKSIDI: MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, Mn 3 O 4, Mn 2 O 7, Mn 5 O 8. Osim Mn 2 O 7, svi oksidi su kristali i netopljivi su u vodi. Kada se viši oksidi zagrijavaju, O2 se odvaja i nastaju niži oksidi:

Kada su izloženi zraku ili atmosferi O2 iznad 300 °C, MnO i Mn2O3 se oksidiraju u MnO2.

Bezvodni i hidratizirani. Mn oksidi ulaze u sastav ruda mangana i feromangana u obliku minerala piroluzita b -MnO 2, psilomelana mMO* nMnO 2 * xH 2 O [M = Ba, Ca, K, Mn(H)], manganita b -MnOOH (Mn 2 O 3 * H 2 O), injektirani g-MnOOH, braunit 3Mn 2 O 3 * MnSiO 3 itd. sa sadržajem MnO 2 od 60-70%. Prerada manganskih ruda uključuje mokro obogaćivanje i naknadno kemijsko odvajanje oksida MnO 2 ili Mn 2 O 3 metodama sulfitizacije i sulfatizacije, karbonizacije i redukcije. pečenje itd.

Monoksid MnO (mineral manganozit). Hexagon je stabilan do - 155,3 °C. modifikacija, iznad - kubični (vidi tablicu). Poluvodič. Antiferomagnet s Néelovom točkom 122 K; mag. osjetljivost + 4,85* 10 - 3 (293 K). Ima slabo bazična svojstva; zagrijavanjem vodik i aktivni metali reduciraju do Mn. Kada MnO stupa u interakciju s kiselinama, nastaju soli Mn(II), s taljenjem NaOH na 700-800°C i viškom O 2 - Na 3 MnO 4, kada se izloži (NH 4) 2 S - MnS sulfidu. Dobiva se razgradnjom Mn(OH) 2, Mn(C 2 O 4), Mn(NO 3) 2 ili MnCO 3 u inertnoj atmosferi na 300 °C, kontrolirano redukcijom MnO 2 ili Mn 2 O 3 s vodik ili CO na 700-900 ° S. Komponenta ferita i druge keramike. materijali, troska za odsumporavanje metala, mikrognojiva, piperidinski katalizator dehidrogenacije, antiferomagnet. materijal.

Seskvioksid Mn 2 O 3 postoji u dvije modifikacije – rombični. a (mineral kurnakit) i kub. b (mineral biksbajt), temperatura prijelaza a : b 670 °C; paramagnetičan, magnetski osjetljivost +1,41 10 - 5 (293 K); reducira se H 2 pri 300°C u MnO, a zagrijavanjem aluminij u Mn.

Pod utjecajem razrijeđene H 2 SO 4 i HNO 3 prelazi u MnO 2 i Mn(II) sol. Mn 2 O 3 dobiva se termodinamički razgradnjom MnOOH.

Manganov (II, III) oksid Mn 3 O 4 (mineral hausmannit); a -Mn 3 O 4 na 1160°C prelazi u b -Mn 3 O 4 s kubičnim kristalnim. rešetka; D H 0 prijelaz a : b 20,9 kJ/mol; paramagnetičan, magnetski osjetljivost + 1,24* 10 - 5 (298 K). Pokazuje kemijska svojstva svojstvena MnO i Mn 2 O 3 .

MnO 2 dioksid je najčešći spoj Mn u prirodi; Najstabilnija je b-modifikacija (mineral piroluzit). Poznati romb. g -MnO 2 (mineral ramsdelit ili polianit), kao i a, d i e, smatraju se čvrstim otopinama različitih oblika MnO 2. Paramagnetski, magnetski osjetljivost + 2,28* 10 - 3 (293 K). Mn dioksid - nestehiometrijski. spoja, u njegovoj rešetki uvijek nedostaje kisika. Amfoteran. H2 se reducira u MnO na 170°C. Prilikom interakcije s NH3 nastaju H2O, N2 i Mn2O3. Pod utjecajem O 2 u talini NaOH daje Na 2 MnO 4, u konc. kiseline - odgovarajuće soli Mn(IV), H 2 O i O 2 (ili Cl 2 u slučaju klorovodične kiseline). MnO 2 se dobiva razgradnjom Mn(NO 3) 2 ili Mn(OH) 2 na 200°C na zraku, redukcijom KMnO 4 u neutralnoj sredini i elektrolizom Mn(II) soli. Koristi se za proizvodnju Mn i njegovih spojeva, sikanata, kao depolarizator u suhim elementima, sastojak smeđeg pigmenta (umber) za boje, za posvjetljivanje stakla, kao reagens za detekciju Cl-, oksidans u hidrometalurgiji Zn, Cu, U, komponenta katalizatora u patronama od hopkalita itd. Aktivni MnO 2, dobiven međudjelovanjem vodenih otopina MnSO 4 i KMnO 4, je oksidacijsko sredstvo u organskoj kemiji.

Manganov (VII) oksid Mn 2 O 7 (dimangan heptoksid, manganov anhidrid) - uljasta zelena tekućina; talište 5,9 °C; gustoća 2,40 g/cm 3 ; D H 0 uzorak -726,3 kJ/mol. Iznad 50 °C, uz polagano zagrijavanje, počinje se raspadati uz oslobađanje O 2 i stvaranje nižih oksida, a pri višim temperaturama ili velikim brzinama zagrijavanja eksplodira; izuzetno osjetljiv na mehaničke i toplinske utjecaje. Jako oksidirajuće sredstvo; u dodiru s Mn 2 O 7 zapaljive tvari se zapale. MANGANOVI OKSIDIb. dobiven reakcijom KMnO 4 s H Z SO 4 na hladnom.

Mn 5 O 8 oksid, ili Mn 2 II (Mn IV O 4) 3, je kruta tvar; netopljiv u vodi; može se dobiti oksidacijom MnO ili Mn 3 O 4; lako se razlaže na MnO 2 i O 2.

Od Mn hidroksida, stehiometrijski. spojevi su samo Mn(OH) 2 , MnO(OH) i HMnO 4 , ostali su hidrati. oksidi promjenjivog sastava, slični po kemijskim svojstvima odgovarajućim oksidima. Kisela svojstva hidroksida rastu s povećanjem stupnja oksidacije Mn: 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.

Mn(III) hidroksid MnO(OH) poznat je u dvije modifikacije; pri 250 °C u vakuumu se dehidrira do g-Mn 2 O 3; nije topljiv u vodi Priroda manganit se ne raspada s HNO 3 i razrijeđenom H 2 SO 4, već sporo reagira s H 2 SO 3, umjetno dobiven lako se razgrađuje mineralnim kiselinama; O 2 se oksidira u b-MnO 2. Vidi također Manganati.

MANGAN OKSID. otrovan; MPC vidi čl. Mangan.

Kemijska enciklopedija. Svezak 2 >>