İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

FEDERAL EYALET

BÜTÇE EĞİTİM KURUMU

YÜKSEK MESLEKİ EĞİTİM

(FSBEI HPE, N.P. OGAREV'in adını almıştır)

Fizik ve Kimya Enstitüsü

Genel ve Anorganik Kimya Bölümü

Ders çalışması

Manganez oksitler

Olkhovskaya V.E.

İşin başkanı: KHN, profesör

Zyuzina L.F.

Saransk - 2014

giriiş

Bu çalışma manganez oksitlerin incelenmesine ayrılmıştır: fiziksel ve kimyasal özellikleri, manganez dioksit üretimi. Bu sorunun çözümü teorik ve pratik açıdan büyük önem taşımaktadır.

Ders çalışmasının amacı manganez dioksit üretimi için en umut verici ve ekonomik açıdan uygun yöntemi belirlemektir.

Belirlenen hedefe uygun olarak aşağıdaki görevler çözüldü:

· Manganez ve manganez oksitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, üretim yöntemleri, kullanım yöntemleri konusunda literatür analizi yapmak,

· Manganez dioksit üretme teknolojilerini ortaya çıkarmak ve en etkili olanları belirlemek;

· Hesaplamalar yapın.

Araştırmanın bilgi tabanını kütüphane koleksiyonu materyalleri, profesyonel web siteleri ve öğretmen danışmaları oluşturdu.

Araştırma sırasında genel bilimsel analiz yöntemini kullandım.

Çalışma giriş, ana bölüm, sonuç, ek ve referanslar listesinden oluşmaktadır.

Analitik görüş

MANGAN OKSİTLER

Manganezin oksijen bileşikleri, başka hiçbir elementte olmayan özellikler bakımından çok sayıda ve çeşitlidir; aşağıdakiler bilinmektedir: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7. Yüksek oksidin bileşimi, Manganezin periyodik tablonun 7. grubundaki konumunu belirler. En düşük oksit bir bazdır; MnO'ya karşılık gelen tuzlar, nitröz oksit, asitlerin metalik Manganez ve tüm oksitleri üzerindeki etkisiyle elde edilir ve yüksek olanlardan fazla oksijen salınır.

MnnОm + 2nHX = nМnХ2 + nН2O + (m?n)O;

Hidroklorik asit tükettiğinizde klor açığa çıkar:

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

Oda sıcaklığında tüm oksitler mevcut olabilir, ısıtıldığında yalnızca biri sabittir - Mn3O4; havaya erişimi olan bir potada kaynak makinesi üzerinde ısıtıldığında, MnO oksijeni emer ve MnO2 ve Mn2O3'ü kaybeder - her iki durumda da Mn3O4 oluşur ve bu nedenle kantitatif analizde bu oksit formunda tartım yapılır kullanılmış; serbest formdaki yüksek oksitler MnO3 ve Mn2O7, normal koşullarda bile çok kararsızdır. adımlamak. MnO'nun temel özellikleri çok önemlidir; oksijen biriktikçe temel özellikler zayıflar, ancak bunlar Mn2O7 için bile fark edilebilir; Öte yandan son derece zayıf bir baz olan MnO2 zaten zayıf bir asidik oksidin özelliklerini sergiliyor; MnO3 ve özellikle Mn2O7'nin anhidrit özellikleri oldukça belirgindir.

Manganez oksit en uygun şekilde yüksek oksitlerin veya yeşilimsi bir toz formundaki manganez karbonatın bir hidrojen akışında ısıtılmasıyla elde edilir; ısıtıldığı hidrojen bir miktar hidrojen klorür içeriyorsa şeffaf, yeşil, parlak oktahedraya dönüşür; Bu kristaller havada ısıtıldığında şekil değiştirmeden Mn3O4'e dönüşür. Nitröz hidrat Mn(OH)2, nitro tuzlarının çözeltilerinden alkaliler tarafından, oksidasyon nedeniyle havada hızla kahverengiye dönüşen beyaz bir çökelti formunda çökeltilir. MnO'nun kimyasal özellikleri MgO'ya çok benzer; MnO'nun temel özellikleri daha keskindir; MnX2 tuzları MgX2 tuzlarına veya FeX2, NiX2, CuX2 tuzlarına benzer.

Tablo 1. Manganez oksitler.

İsim		Erime sıcaklığı	Kaynama sıcaklığı
Manganez(II) oksit
Manganez(II,III) oksit				kahverengi
Manganez(II,IV) oksit
Manganez(III) oksit		940 °C (aralık)		koyu kahverengi
Manganez(IV) oksit
Manganez(VI) oksit
Manganez(VII) oksit				koyu yeşil

Manganez(II) oksit

Tablo 2. Manganez(II) oksit.

Manganez(II) oksit
Sistematik ad	Manganez(II) oksit
Kimya formül
Fiziki ozellikleri
Durum	yeşil kübik veya altıgen kristaller
Molar kütle	70,94 gr/mol
Yoğunluk
Termal özellikler
Erime sıcaklığı
Kaynama sıcaklığı

Maarganez(II) oksit - MnO - düşük manganez oksit, monoksit.

Fiziki ozellikleri

Erime noktası 1569 °C. Kaynama noktası 3127 °C* (*-ayrışmayla süblimleşir) İki manganez(II) oksit kristal sistemi bilinmektedir:

· kübik (a = 0,4448 nm);

· altıgen modifikasyon (155,3 °C'ye kadar stabil);

Neel noktalı 122 K antiferromıknatıs, yarı iletken. Molar kütle 70,94 g/mol. Kristallerin rengi yeşil veya gri-yeşildir. Kübik sistemin yoğunluğu 5,18 g/cm3'tür.

Kimyasal özellikler

Suda çözünmez. Kolayca oksitlenerek kırılgan bir MnO2 kabuğu oluşturur. Hidrojen veya aktif metallerle ısıtıldığında manganeze indirgenir.

Ağırlıklı olarak temel özellikler sergiler. Su ve alkali çözeltilerle etkileşime girmez, asitlerde çözünerek manganez (II) tuzları ve su oluşturur:

Aşırı oksijende alkalilerle birleştiğinde hipomanganatlar oluşturur:

Onarıcı özellikler gösterir.

Jeolojik özellikler

Nadiren doğada bulunur. Manganosite dahil.

Fiş

Manganez (II) oksit, 300 ° C sıcaklıkta kalsinasyonla elde edilebilir.İnert gaz atmosferinde oksijen içeren manganez(II) tuzlarının °C'si. Yaygın MnO2'den, 700-900 °C sıcaklıklarda hidrojen veya karbon monoksit ile kısmi indirgeme yoluyla elde edilir.

Manganez (II) hidroksit ve tuzların inert bir atmosferde termal ayrışması sırasında oluşur:

veya MnO2'nin azaltılması:

Başvuru

Katalizör olarak kullanılır Piperidinin dehidrojenasyonu.

Metallerin kükürtten arındırılmasında kullanılır.

Birçok seramik malzemenin bileşenidir.

Manganez(II) tuzları oksidasyon işlemleri için katalizör olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Örneğin, keten tohumu yağı tuzlarının eklenmesi, ikincisinin atmosferik oksijen tarafından oksidasyonunu hızlandırır, böylece boyanın kurumasını hızlandırır. Manganez(II) tuzları içeren keten tohumu yağı

Manganez(II,III) oksit

Tablo 3. Manganez(II,III) oksit.

Manganez(II,III) oksit
Sistematik ad	Manganez(II,III) oksit
Kimya formül
Fiziki ozellikleri
Durum	kahverengi-siyah kristaller
Molar kütle	228,81 gr/mol
Yoğunluk	4.70; 4,856 gr/cm
Termal özellikler
Sıcaklık. batmadan yüzmek	1560; 1564; 1705°C
Molar. ısı kapasitesi	139,3 J/(mol K)
Oluşum entalpisi	1387,6 ​​kJ/mol

Manganez(II,III) oksit, Mn3O4 formülüne sahip, kahverengi-siyah kristaller, suda çözünmeyen inorganik bir bileşik, manganez metal oksittir.

Fiş

· Mineral doğada bulunur hausmannite - safsızlıklarla birlikte Mn3O4.

Fiziki ozellikleri

Manganez(II,III) oksit, tetragonal sistemin kahverengi-siyah kristallerini oluşturur, uzay grubu I 41/amd, hücre parametreleri a = 0,575 nm, c = 0,942 nm, b = 103,9°, Z = 4.

1160°C'de kübik faza geçiş olur.

Paramanyetik.

Manganez(II,IV) oksit

Tablo 4. Manganez(II,IV) oksit.

Manganez(II,IV) oksit inorganik bir bileşiktir, Mn5O8 formülüne sahip manganez metal oksit, suda çözünmeyen bir katı olan manganez ortomanganit Mn3(MnO4)2 olarak düşünülebilir.

Fiş

· Oksidasyon manganez(II) oksit veya manganez(II,III) oksit:

Fiziki ozellikleri

Manganez(II,IV) oksit- Suda çözünmeyen katı bir madde.

Kimyasal özellikler

Isıtıldığında ayrışır:

Manganez(III) oksit

Tablo 5. Manganez(III) oksit.

Manganez(III) oksit
Sistematik ad	Manganez(III) oksit
Kimya formül
Fiziki ozellikleri
Durum	kahverengi-siyah kristaller
Molar kütle	157,87 gr/mol
Yoğunluk	4.50; 4,57-4,60 g/cm³
Termal özellikler
Sıcaklık. batmadan yüzmek	ayrışma 1080°C
Mol. ısı kapasitesi	107,5 J/(mol K)
Oluşum entalpisi	957,7 kJ/mol

Manganez(III) oksit, inorganik bir bileşiktir, Mn2O3 formülüne sahip manganez metalinin oksiti, kahverengi-siyah kristaller, suda çözünmez.

Fiş

· Doğada bulunan mineraller braunit, kurnakit ve bixbyite - çeşitli safsızlıklara sahip manganez oksit.

· Manganez(II) oksidin oksidasyonu:

Manganez(IV) oksidin indirgenmesi:

Fiziki ozellikleri

Manganez(III) oksit, çeşitli modifikasyonlara sahip kahverengi-siyah kristaller oluşturur:

· b-Mn2O3, ortorombik sistem, kurnakit minerali;

· β-Mn2O3, kübik sistem, uzay grubu I a3, hücre parametreleri a = 0,941 nm, Z = 16, mineral bixbyite;

· g-Mn2O3, tetragonal sistem, hücre parametreleri a = 0,57 nm, c = 0,94 nm.

Suda çözünmez.

Paramanyetik.

Kimyasal özellikler

Isıtıldığında ayrışır:

Hidrojen ile indirgenmiş:

· Asitlerde çözündüğünde orantısızlaşır:

· Metal oksitlerle birleştiğinde manganit tuzları oluşturur:

Manganez(IV) oksit

Tablo 6. Manganez(IV) oksit.

Manganez(IV) oksit
Sistematik ad	Manganez dioksit
Kimya formül
Fiziki ozellikleri
Durum	siyah dörtgen kristaller
Molar kütle	86,9368 gr/mol
Yoğunluk
Termal özellikler
Sıcaklık. ayrışma
Oluşum entalpisi	521,5 kJ/mol

Kimyasal özellikler

Normal koşullar altında oldukça atıl davranır. Asitlerle ısıtıldığında oksitleyici özellikler gösterir, örneğin konsantre hidroklorik asidi klora oksitler:

Sülfürik ve nitrik asitlerle MnO2, oksijenin salınmasıyla ayrışır:

Güçlü oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde manganez dioksit, Mn7+ ve Mn6+ bileşiklerine oksitlenir:

Manganez dioksit amfoterik özellikler sergiler. Böylece, MnSO4 tuzunun bir sülfürik asit çözeltisi, sülfürik asit varlığında potasyum permanganat ile oksitlendiğinde, Mn(SO4)2 tuzunun siyah bir çökeltisi oluşur.

MnO2, alkaliler ve bazik oksitlerle birleştiğinde asidik oksit görevi görerek manganit tuzları oluşturur:

Hidrojen peroksitin ayrışması için bir katalizördür:

Fiş

Laboratuvar koşullarında termal ayrışmayla elde edilir potasyum permanganat:

Potasyum permanganatın hidrojen peroksit ile reaksiyona sokulmasıyla da hazırlanabilir. Pratikte ortaya çıkan MnO2, hidrojen peroksiti katalitik olarak ayrıştırır ve bunun sonucunda reaksiyon tamamlanmaz.

100 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda potasyum permanganatın hidrojen ile indirgenmesi:

Manganez(VII) oksit

· Manganez(VII) oksit Mn2O7 - yeşilimsi-kahverengi yağlı sıvı (tmelt=5,9 °C), oda sıcaklığında kararsız; Güçlü bir oksitleyicidir, yanıcı maddelerle temas ettiğinde onları muhtemelen bir patlamayla tutuşturur. Organik maddelerle etkileşime girdiğinde bir itme sonucu, parlak bir ışık parlaması nedeniyle patlar. Manganez(VII) oksit Mn2O7, konsantre sülfürik asidin potasyum permanganat üzerindeki etkisiyle elde edilebilir:

· Ortaya çıkan manganez(VII) oksit kararsızdır ve manganez(IV) oksit ve oksijene ayrışır:

Aynı zamanda ozon salınır:

Manganez(VII) oksit su ile reaksiyona girerek permanganik asit oluşturur:

Manganez(VI) oksit

Tablo 7. Manganez(VI) oksit.

Manganez(VI) oksit inorganik bir bileşiktir, MnO3 formüllü manganez metalinin oksitidir, suyla reaksiyona giren koyu kırmızı amorf bir maddedir.

manganez dioksit üretim kimyasalı

Fiş

· Çözelti ısıtıldığında açığa çıkan mor buharların yoğunlaşmasıyla oluşur sülfürik asitte potasyum permanganat:

Fiziki ozellikleri

Manganez(VI) oksit koyu kırmızı amorf bir madde oluşturur.

Kimyasal özellikler

· Isıtıldığında ayrışır:

Suyla reaksiyona girer:

Alkalilerle tuzlar oluşturur - manganatlar:

Manganez oksitlerin özelliklerindeki değişim modelleri

En kararlı olanları MnO2, Mn2O3 ve Mn3O4'tür (karışık oksit - trimanganez tetroksit).

Manganez oksitlerin özellikleri metalin oksidasyon derecesine bağlıdır: oksidasyon derecesi arttıkça asidik özellikler artar:

MnO > Мn2О3 > MnO2 > Мn2О7

Manganez oksitler, metalin oksidasyon derecesine bağlı olarak oksitleyici veya indirgeyici özellikler gösterir: yüksek oksitler oksitleyici ajanlardır ve MnO2'ye indirgenirler, düşük oksitler indirgeyici ajanlardır ve oksitlendiğinde MnO2 oluştururlar. Bu nedenle MnO2 en kararlı oksittir.

manganez dioksit üretme yöntemleri

Buluş metalurji alanıyla, daha spesifik olarak kimya ve metalurji endüstrilerinde yaygın olarak kullanılabilen yüksek kaliteli manganez oksitlerin üretimiyle ilgilidir. Manganez dioksit üretme yöntemi, cevherde mevcut olan kalsiyum, potasyum, magnezyum ve sodyum safsızlıklarının manganez nitratları ve nitratlarından oluşan bir çözelti elde etmek için manganez içeren ham maddelerin nitrik asit içinde çözülmesini içerir. Daha sonra nitratların termal ayrışması bir otoklavda gerçekleştirilir. Termal ayrışma, otoklavda basınçta sürekli bir azalma ile 0,6 MPa basınçtan başlayıp işlem sonunda 0,15 MPa'ya düşürülerek gerçekleştirilir. Bu durumda, termal ayrışma sırasında hamur, 1-15 rpm hızında dönen bir karıştırıcı ile sürekli olarak karıştırılır ve üzerine 20-50 hertz frekansta titreşim uygulanır. Yöntem, basınç altında çalışan otoklavlara sahip kimya işletmelerinde uygulanabilmektedir. Buluşun teknik sonucu, geliştirilmiş kalitede manganez dioksitin üretilmesidir. 2 sekme., 2 pr.

Buluş demir metalurjisi alanıyla, daha spesifik olarak kimya ve metalurji endüstrilerinde, özellikle elektrolitik ve elektrotermal manganez, orta karbonlu ferromanganez üretiminde yaygın olarak kullanılabilen yüksek kaliteli manganez dioksitin üretimiyle ilgilidir. ve buna dayalı düşük fosforlu alaşımlar.

Teknik literatürden saf manganez dioksit üretimi için çeşitli yöntemler bilinmektedir: kimyasal, hidrometalurjik, pirohidrometalurjik ve pirometalurjik.

Manganez dioksit üretimine yönelik kimyasal yöntemlerin ana gereksinimleri şunlardır:

Fosfor ve gang giderme verimliliği;

Donanım tasarımının basitliği;

Yüksek performans;

Kullanılabilirlik ve reaktiflerin düşük maliyeti.

Sülfürik asit yöntemini kullanarak saf manganez dioksit üretmeye yönelik bilinen bir yöntem vardır. Yöntemin özü şu şekildedir: Kükürt dioksit (SO2) ve sülfürik anhidrit (SO3) içeren kükürt dioksit, cevher ve kalsiyum ditiyonat çözeltisinden hazırlanan bir süspansiyondan (S:L = 1:4) geçirilir. Bu gazların suda çözünmesi sülfürik ve sülfürik asitlerin oluşumuna yol açar. Manganez oksitler, aşağıdaki reaksiyonlara göre ditiyonat asidin manganez tuzunu ve manganez sülfatı oluşturmak üzere sülfürlü asitte yoğun bir şekilde çözünür: MnO2+2SO2 = MnS2O6; MnO2+SO2 = MnSO4.

Fazla kalsiyum ditiyonatın varlığında kalsiyum sülfat çökelir ve manganez ditiyonat oluşur: MnSO4+CaS2O6=MnS2O6+CaSO4

Süzülmüş kağıt hamuru kireç sütü ile pH 4-5'e nötrleştirilir, ardından demir oksidi oksitlemek ve kükürt dioksiti çıkarmak için havalandırılır. Aşağıdaki çökeltiler: ferrik demir, fosfor, alüminyum, silika. Çökelti süzülür, sıcak suyla yıkanır ve çöplüğe gönderilir. Saflaştırılmış çözeltiden sönmemiş kireç eklenerek manganez hidroksit formunda çökeltilir ve işleme geri döndürülen kalsiyum ditiyonat tekrar elde edilir:

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

Manganez hidroksit çökeltisi süzülür, yıkanır, kurutulur ve kalsine edilir. Kalsine konsantre, %: 92 - MnO2, 1,5 - SiO2, 4,0 - CaO, 0,02 - P2O5 ve 0,5-3 - SO2 içerir (M.I. Gasik. Manganez Metalurjisi. Kiev: Teknoloji, 1979, s.55-56).

Manganez dioksit üretimine yönelik bilinen yöntemin dezavantajları şunlardır:

Donanım tasarımının karmaşıklığı;

Ürün atık kaya (SiO2, CaO, vb.) ile kirlenmiş;

Nihai üründe yüksek konsantrasyonda kükürt (%0,5'ten %3'e kadar).

Teknik öz ve elde edilen etki açısından önerilene en yakın olanı, manganez nitratın kalsiyum, magnezyum, potasyum ve sodyum nitratların varlığında termal ayrışması yoluyla manganez dioksit üretme yöntemidir; buna göre ayrışma, belirli bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. 0,15-1,0 MPa basınç (Yazarın sertifikası No. 1102819, sınıf C22B 47/00; C01G 45/02, öncelik 05/20/83, yayın tarihi 07/15/84, bülten No. 26).

Prototip yöntemine göre manganez dioksit, kalsiyum, magnezyum, potasyum ve sodyum nitratların varlığında üretilir, ayrışma 0,15-1,0 MPa basınçta gerçekleştirilir.

Prototip yönteminin teknolojik parametreleri ve özellikleri:

Ayrışma sıcaklığı, °C - 170-190;

Manganez dioksit oluşum hızı, kg/m3saat - 500-700;

Mn(NO3)2'nin ayrışma derecesi, orijinal miktarın %'si - 78-87;

Kağıt hamurunun reaktörden boşaltılması için koşullar - yerçekimi ile;

Enerji tüketimi, MJ/kg - 1,7-2,2;

Bilinen bu yöntemin dezavantajları manganez nitratın düşük oranda ayrışması, yüksek enerji tüketimi ve ortaya çıkan nitrojen oksitlerdeki su miktarının yüksek olmasıdır.

Mevcut buluşun amacı manganez dioksit üretme teknolojisini basitleştirerek ayrışma hızını ve ürün verimini arttırmaktır.

Termal ayrıştırma işleminin otoklavda basıncın kademeli olarak düşürülmesiyle gerçekleştirilmesi, 0,6 MPa basınçtan başlayıp işlem sonunda 0,15 MPa'ya düşürülmesi ve kağıt hamurunun kurutulması ile amaca ulaşılır. 1-15 rpm/dak hızında dönen bir karıştırıcı ile sürekli olarak işlenir; bu durumda termal ayrışma işlemi sırasında dönen karıştırıcıya 20-50 hertz frekansında titreşim uygulanır.

Nitratların termal ayrışması için üst basınç değeri, nitrojen oksitlerin asit halinde işlenmesine yönelik koşullar tarafından belirlenir (0,6 MPa'yı aşmayan bir basınçta gerçekleştirilir) ve alt sınır, pratik uygunluk ile belirlenir. Basıncın kademeli olarak 0,15 MPa'ya düşürülmesi, manganez nitratların daha eksiksiz termal ayrışmasını sağlar.

Mikser dönüş hızının 1 devir/dakikanın altına düşürülmesi homojen bir hamur çözeltisi sağlamaz. Dönme hızının 15 rpm'nin üzerine çıkarılması, kağıt hamurunun ayrılmasına ve daha yüksek su konsantrasyonuna sahip alanların ortaya çıkmasına neden olur (yoğunluk farklılıkları nedeniyle).

Karıştırıcıya uygulanan daha düşük titreşim frekanslarının (20 hertz'in altında) manganez nitratın termal ayrışması üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Titreşim frekansını 50 hertz'in üzerine çıkarmak ekonomik olarak haklı değildir.

Bu koşullar yerine getirilirse, yalnızca manganez nitratın ayrışma hızı artmaz, aynı zamanda sürecin kendisi de bir bütün olarak teknolojik olarak daha gelişmiş hale gelir. Önerilen işlemde, kağıt hamuru veriminin fiziksel özelliklerine büyük ölçüde bağlı olmadığı, bu durumun reaktörden boşaltma işlemini büyük ölçüde basitleştirdiği, nitrojen oksitlerin ise daha düşük konsantrasyonlarda su içerdiği ve kolayca tekrar aside işlenebildiği tespit edilmiştir. . Tablo 1, bilinen ve önerilen yöntemler kullanılarak manganez dioksit üretimine yönelik teknolojik parametrelere ilişkin karşılaştırmalı verileri sunmaktadır. Manganez dioksit üretimine yönelik önerilen yöntem için Tablo 8'de sunulan göstergeler (ortalama), deneylerin sonuçlarına göre alınmıştır (örnek 1).

Tablo 8

Teknolojik parametreler ve özellikler
Ünlü	Önerilen
Ayrışma sıcaklığı, °C
Basınç, MPa		Basınçta 0,6'dan 0,15'e kademeli düşüş
Manganez dioksit oluşum hızı, kg/m3saat
200 kg manganez dioksit oluşturmak için gereken süre, saat
Mn(NO3)2'nin ayrışma derecesi, orijinal miktarın %'si
Kağıt hamurunun reaktörden boşaltılması için koşullar	Yerçekimiyle	Yerçekimiyle
Enerji tüketimi, MJ/kg MnO2
Mikser dönüş hızı, rpm.

Termal ayrışma sırasında, döner karıştırıcıya 30 hertz frekansında titreşim uygulandı - Mn(NO3)2'nin ayrışma derecesi %2-3,5 arttı.

Tozun fiziko-kimyasal özellikleri:

Yoğunluk - 5,10 g/cm3;

H 2O - ağırlıkça %3H10-2'den fazla değil.

Aşağıda, iddiaların kapsamına giren, diğerlerini dışlamayacak örnekler yer almaktadır.

örnek 1

Aşağıdaki bileşime sahip 1,5 kg nitrat çözeltisi, ağırlıkça %: 40,15 Mn(NO3)2; 25,7 Ca(NO3) 2; 7,3 Mg(NO3)2; 9.2 KNO3; 5.7 NaN03; 15.0 H2O.

Termal ayrışma sırasında uzaklaştırılan suyun ağırlığı, başlangıç ​​çözeltisindeki ve hamurun sıvı fazındaki ağırlığı arasındaki farkla belirlendi. Salınan nitrojen oksitlerin miktarı, elde edilen MnO2 miktarına göre manganez nitratın termal ayrışma reaksiyonunun stokiyometrisi ile belirlendi. Deneylerin ana sonuçları Tablo 9'da sunulmaktadır.

Tablo 9

Seçenekler	Somut uygulama örnekleri
Bilinen yöntem	Önerilen yöntem
Ayrışma sıcaklığı, C°
Basınç, MPa*
Mikser dönüş hızı, rpm
Titreşim frekansı, Hz
Ayrışma süresi, dk
MnO2 oluşum hızı, kg/m3saat
Salınan gazların hacmi, 1 kg MnO2 başına m3
Kuru manganez dioksit verimi, %
Nitratların termal ayrışması için üst basınç limiti, nitrojen oksitlerin asit haline dönüştürülme koşulları tarafından belirlenir.

Manganez dioksit, ağırlıkça % olarak aşağıdaki bileşimle elde edildi: MnO2 - 99.6; R<0,005; S<0,05; SiO2<0,1; (К, Mg, Na, Ca)<0,1.

Böylece, önerilen yöntem yalnızca manganez nitratın daha hızlı ayrışmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda hem boşaltma aşamasında hem de nitrojen oksitlerin yenilenmesi aşamasında MnO2 üretim teknolojisini önemli ölçüde basitleştirir; aynı zamanda yeniden dağıtım maliyetleri de önemli ölçüde azalır. Elde edilen kuru manganez dioksitin verimi teorik olarak mümkün olanın %78'ine (bilinen yönteme göre) karşı %84-92'dir.

Örnek 2

Ortaya çıkan manganez dioksit, metalik manganezin ekstra fırın işlemiyle eritilmesi için kullanılır.

Yük aşağıdaki bileşime sahipti, kg:

Sadece 15,5 kg.

Karışım karıştırıldı, eritme şaftına yüklendi ve bir fitil kullanılarak ateşe verildi. Erime süresi 2,4 dakikaydı. 5,25 kg manganez metal bileşimi elde ettik. % Mn 98,9; Al 0,96; P - eser miktarda (%0,005'ten az) ve 9,3 kg cüruf bileşimi, ağırlıkça %: MnO 14,6; Al2O3 68.3; CaO 18.0.

Manganezin alaşıma ekstraksiyonu %85,0 idi.

Manganez metalinin eritilmesinden elde edilen cüruf, alüminyum üretiminde hammadde olarak (boksit yerine) kullanılabilir.

Önerilen buluşun uygulanması, düşük dereceli manganez cevherlerinin, özellikle Usinsk yatağının karbonat cevherlerinin veya başka herhangi bir yolla zenginleştirilmesi şu anda kârsız olan ferromanganez nodüllerinin önemli rezervlerinin kullanılması sorununu çözecektir.

Ortaya çıkan manganez alaşımları, yüksek konsantrasyonda öncü element (manganez) ve düşük miktarda zararlı yabancı madde (fosfor ve karbon) içeriği ile ayırt edilir.

Yüksek kaliteli çelik kalitelerinin eritilmesinde manganez ferroalyajlarının kullanılması, yapıların metal tüketiminde azalmaya yol açar, alaşımlama işlemini basitleştirir ve önemli bir ekonomik etki sağlar.

Manganez konsantrelerinin kimyasal yöntemlerle üretilmesi, ülkedeki manganez ferroalyaj sıkıntısını önemli ölçüde azaltacak ve üretimi kimya tesislerinde organize edilebilecek.

Manganez dioksit üretimi için önerilen yöntem, nitrojen oksit kullanma kabiliyetine sahip işletmelerde organize edilebilir.

İDDİA

Cevherde bulunan manganez nitratlar ve nitratlar, kalsiyum, potasyum, magnezyum, sodyum safsızlıklarından oluşan bir çözelti elde etmek için manganez içeren ham maddelerin nitrik asit içinde çözülmesini ve cevherde bulunan nitratların daha sonra termal ayrışmasını içeren, termal ayrışma yoluyla manganez dioksit üretmeye yönelik bir yöntem. bir otoklav, özelliği, termal ayrışmanın, otoklavdaki basınçta sabit bir düşüşle, 0,6 MPa'lık bir basınçtan başlayarak ve işlemin sonunda 0,15 MPa'ya düşürülerek, hamur sürekli olarak bir karıştırıcı ile işlenirken gerçekleştirilmesidir. 1-15 devir/dakika hızla dönmekte ve 20-50 Hz frekansında titreştirmektedir.

deneysel bölüm

Yukarıdaki deneyimler büyük işletmelerde uygulanmaktadır.

Kalay dioksitte manganez dioksit elde etmek için bir laboratuvar yöntemi düşünmek istiyorum.

Aksesuarlar:

1. Porselen pota:

2.Cam filtre.

Yöntemin özü: SnC2O4*H2O ve MnSO4*5H2O karışımının termal ayrıştırılması, havada kalsinasyon yoluyla katı oksitlerin hazırlanması.

SnC2O4*H2O'nun ön sentezi.

Kalay oksalat elde etmek için 10 g kalay sülfat ve 4.975 g amonyum oksalat aldık. Her iki maddenin çözeltileri hazırlandı; bu amaçla kalay sülfat 100 ml suda, amonyum oksalat ise 50 ml suda çözüldü. Daha sonra kalay sülfat çözeltisine bir amonyum oksalat çözeltisi ilave edildi. Beyaz ince çökeltinin (SnC2O4*H2O) aktif çökelmesi gözlendi. Nihai süspansiyon, kalın bir cam filtreden süzüldü.

Reaksiyon denklemi:

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

Sonuç, tahmini kütlesi 9.675 olan 7.934 g kalay oksalattı. Reaksiyon verimi %82.0 idi.

Reaksiyon denklemlerine göre

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

SnC2O4*H2O >SnO + CO2 + H2O >SnO2

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

Bunu elde etmek için şunu aldık: 0,75 g SnC2O4 * H2O, 0,07 g MnSO4 * 5H2O. (Mangan sülfat miktarı, amonyum oksalat miktarından önemli ölçüde az olduğundan, karışımın daha homojen olmasını sağlamak için, porselen bir krozeye yerleştirildikten sonra birkaç damla su ilave edildi. Daha sonra karışım, brülörde kalsine edildi. ). 900 °C'de 2 saat süreyle uygulanan kalsinasyon modu herhangi bir sonuç vermedi (karışımın grimsi krem ​​rengi kaldı). 1200 °C'de 2 saat kalsinasyon sonucunda numune parlak kırmızı bir renk kazanmıştır. Numune ağırlığı 0,5 g.

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

B) %22 MnO2 / %78 SnO2. (0,67 g SnC2O4*H2O, 0,204 g MnSO4*5H2O). Numune ağırlığı 0,52 g.

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

Çözüm

Araştırmaya başlamadan önce kendime aşağıdaki görevleri belirledim:

· Manganez ve manganez oksitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, üretim yöntemleri, kullanım yöntemleri hakkında literatür analizi yapmak;

· Manganez oksitlerin özelliklerini inceleyin;

· Manganez dioksit üretme teknolojilerini ortaya çıkarmak ve en etkili olanları belirlemek;

· Hesaplamalar yapın.

Çalışmam sırasında:

1. Manganez ve manganez oksitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, üretim yöntemleri ve kullanım yöntemlerine ilişkin literatürün bir analizi yapılmıştır;

2. Manganez oksitlerin özellikleri incelenmiştir;

3. Manganez dioksit üretmeye yönelik teknolojiler açıklanmakta ve en etkili olanı belirlenmektedir;

4. Hesaplamalar yapıldı.

Farklı kaynaklardan manganez dioksit elde etmenin birçok yolu düşünüldü, ancak kalay dioksitten manganez dioksit elde etme yöntemine odaklanmaya karar verdim. Numunenin yüksek derecede kristalliğini ve yüksek verimi gösterdi. Bunu kullanmak mantıklıdır (yüksek manganez dioksit konsantrasyonları için).

Başvuru

Manganez

Doğada yaygınlık

Manganez, Dünya üzerinde en çok bulunan 14. element olup, demirden sonra yer kabuğunda bulunan ikinci ağır metaldir (yer kabuğundaki toplam atom sayısının %0,03'ü). Manganezin ağırlık miktarı asidik kayalardan (600 g/t) bazik kayalara (2,2 kg/t) doğru artar. Cevherlerinin çoğunda demire eşlik eder, ancak bağımsız manganez yatakları da vardır. Manganez cevherlerinin %40'a kadarı Chiatura yatağında (Kutaisi bölgesi) yoğunlaşmıştır. Kayalara dağılan manganez sularla yıkanarak Dünya Okyanuslarına taşınır. Aynı zamanda deniz suyundaki içeriği önemsizdir (%10? 7-10? %6) ve okyanusun derin yerlerinde, su oluşumu ile suda çözünen oksijenin oksidasyonu nedeniyle konsantrasyonu% 0,3'e çıkar. hidratlanmış formda (MnO2 xH2O) çözünmeyen manganez oksit, okyanusun alt katmanlarına çöker ve dipte manganez miktarının% 45'e ulaşabileceği demir-manganez nodülleri oluşturur (aynı zamanda safsızlıklar da içerirler) bakır, nikel, kobalt). Bu tür nodüller gelecekte sanayi için manganez kaynağı haline gelebilir.

Dünya manganez cevheri rezervlerinin %90'ı oksit (%38) ve oksit-karbonat (%52) cevherlerinden oluşmaktadır.

Güney Afrika'da rezervlerin yaklaşık %95'i eşsiz Kuruman manganez-demir cevheri bölgesinde yoğunlaşmıştır. En büyük yataklar Mamatvan (ortalama manganez içeriği %38), Wessels (%47) Middelplaatz'dır (%36).

Çin'de manganez rezervleri küçük fakat çok sayıda oksit cevheri yataklarıyla temsil edilmektedir. Cevherlerdeki ortalama içerik %20-40'tır. Ülkenin yüksek kaliteli cevher ithalatına bağımlılığını azaltmak amacıyla sürekli olarak yeni manganez yatakları aranıyor ve keşfediliyor.

Kazakistan'da %90'dan fazlası Orta Kazakistan bölgesinde, Karazhal ve Ushkatyn sahalarında bulunmaktadır. Rezervler yaklaşık 85 milyon tondur (ortalama manganez içeriği %22).

Ukrayna yatakları Güney Ukrayna manganez cevheri havzasında bulunmaktadır. Bunlar Ukrayna'nın kanıtlanmış rezervlerinin %33 ve %67'sini içeren Nikopol grubu ve Bolshetokmakskoye sahalarıdır. Ukrayna aynı zamanda Nikopol, Zaporozhye ve Stakhanov tesisleri de dahil olmak üzere cevher işleme ve manganez ferroalyaj üretimi için Avrupa'nın en güçlü komplekslerinden birine sahiptir.

Gürcistan'da ana hammadde tabanı Chiatura yatağıdır. Oksit cevherleri onaylanmış rezervlerin %28'ini (ortalama manganez içeriği %26), karbonat cevherleri ise (ortalama manganez içeriği %18-%72) oluşturur.

Rusya'da manganez, stratejik öneme sahip, son derece kıt bir hammaddedir. Belirtilen Usinsky ve Polunochny yataklarına ek olarak, Yahudi bölgesindeki Küçük Khingan'ın Güney Khingan yatakları, Yenisei Sırtındaki Porozhnenskoye, Rogachevo-Taininskaya bölgesi (% 8-15 içerikli 260 milyon ton karbonat cevheri) ) ve Novaya Zemlya'da az keşfedilmiş Kuzey Taininsky cevher sahası (%16-24 içerikli 5 milyon ton oksit cevheri).

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Manganez sert ve kırılgan bir metaldir. Metalik manganezin dört kübik modifikasyonu bilinmektedir. Oda sıcaklığından 710°C'ye kadar sıcaklıklarda a-Mn stabildir, kafes parametresi a = 0,89125 nm, yoğunluk 7,44 kg/dm3. 710-1090°C sıcaklık aralığında b-Mn vardır, kafes parametresi a = 0,6300 nm; 1090-1137°C - g-Mn sıcaklıklarda, kafes parametresi a = 0,38550 nm. Son olarak, 1137°C'den erime noktasına (1244°C) kadar olan sıcaklıklarda, a = 0.30750 nm kafes parametresine sahip d-Mn stabildir. a, b ve d modifikasyonları kırılgandır, g-Mn ise sünektir. Manganezin kaynama noktası yaklaşık 2080°C'dir.

Havada manganez oksitlenir, bunun sonucunda yüzeyi metali daha fazla oksidasyondan koruyan yoğun bir oksit filmi ile kaplanır. Manganez, 800°C'nin üzerinde havada kalsine edildiğinde, bir dış Mn3O4 katmanı ve bir iç MnO bileşimi katmanından oluşan kireçle kaplanır.

Manganez çeşitli oksitler oluşturur: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2 ve Mn2O7. Oda sıcaklığında yağlı yeşil bir sıvı olan ve erime noktası 5,9°C olan Mn2O7 dışında hepsi kristal katılardır.

Manganez monoksit MnO, iki değerli manganez tuzlarının (karbonat ve diğerleri) inert bir atmosferde yaklaşık 300°C sıcaklıkta ayrışması sırasında oluşur:

MnCO3 = MnO + CO2

Bu oksit yarı iletken özelliklere sahiptir. MnOOH'un ayrışması Mn2O3 üretebilir. Aynı manganez oksit, MnO2 havada yaklaşık 600°C sıcaklıkta ısıtıldığında oluşur:

4MnO2 = 2Mn2O3 + O2

Mn2O3 oksit, hidrojen ile MnO'ya indirgenir ve seyreltik sülfürik ve nitrik asitlerin etkisi altında manganez dioksit MnO2'ye dönüşür.

MnO2 yaklaşık 950°C sıcaklıkta kalsine edilirse, oksijenin ortadan kalkması ve Mn3O4 bileşimindeki manganez oksidin oluşumu gözlenir:

3MnO2 = Mn3O4 + O2

Bu oksit, MnO·Mn2O3 olarak temsil edilebilir ve özellikleri açısından Mn3O4, bu oksitlerin bir karışımına karşılık gelir.

Manganez dioksit MnO2, çeşitli polimorfik formlarda bulunan, doğadaki en yaygın doğal manganez bileşiğidir. MnO2'nin sözde b-modifikasyonu, daha önce bahsedilen mineral pirolusittir. Manganez dioksitin (g-MnO2) ortorombik modifikasyonu da doğada meydana gelir. Bu mineral ramsdelittir (başka bir adı da polianittir).

Manganez dioksit stokiyometrik değildir; kafesinde her zaman bir oksijen eksikliği vardır. +4'ten daha düşük oksidasyon durumlarına karşılık gelen manganez oksitler bazik ise, manganez dioksit amfoterik özelliklere sahiptir. 170°C'de MnO2 hidrojen ile MnO'ya indirgenebilir.

Potasyum permanganat KMnO4'e konsantre sülfürik asit eklenirse, güçlü oksitleyici özelliklere sahip asit oksit Mn2O7 oluşur:

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

Mn2O7 asidik bir oksittir; serbest halde bulunmayan güçlü permanganik asit НMnO4 ile temsil edilir.

Manganez halojenlerle etkileşime girdiğinde dihalidler MnHal2 oluşur. Flor durumunda, MnF3 ve MnF4 bileşiminin florürlerinin oluşumu da mümkündür ve klor durumunda ayrıca MnCl3 triklorür de mümkündür. Manganezin kükürt ile reaksiyonları, MnS (üç polimorfik formda bulunur) ve MnS2 bileşimlerinin sülfitlerinin oluşumuna yol açar. Bütün bir manganez nitrür grubu bilinmektedir: MnN6, Mn5N2, Mn4N, MnN, Mn6N5, Mn3N2.

Fosfor ile manganez, MnP, MnP3, Mn2P, Mn3P, Mn3P2 ve Mn4P bileşimlerinin fosfitlerini oluşturur. Çeşitli manganez karbürler ve silisitler bilinmektedir.

Manganez soğuk suyla çok yavaş reaksiyona girer, ancak ısıtıldığında reaksiyon hızı önemli ölçüde artar, Mn(OH)2 oluşur ve hidrojen açığa çıkar. Manganez asitlerle etkileşime girdiğinde manganez (II) tuzları oluşur:

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2.

Mn2+ tuzlarının çözeltilerinden suda çok az çözünen bir Mn(OH)2 bazının çökeltilmesi mümkündür:

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

Çeşitli asitler manganeze karşılık gelir; bunlardan en önemlileri güçlü kararsız permanganat asit H2MnO4 ve manganez asit HMnO4'tür; bunların tuzları sırasıyla manganatlar (örneğin sodyum manganat Na2MnO4) ve permanganatlardır (örneğin potasyum permanganat KMnO4) .

Manganatlar (yalnızca alkali metal ve baryum manganatlar bilinmektedir) oksitleyici maddeler olarak özellikler sergileyebilir (daha sıklıkla)

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

ve indirgeyici ajanlar

2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl.

Sulu çözeltilerde manganatlar orantısız olarak manganez (+4) ve manganez (+7) bileşiklerine ayrılır:

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

Bu durumda çözeltinin rengi yeşilden maviye, ardından mor ve kırmızıya döner. Çözeltilerinin rengini değiştirme yeteneğinden dolayı K. Scheele, potasyum manganatı mineral bukalemun olarak adlandırdı.

Permanganatlar güçlü oksitleyici maddelerdir. Örneğin, potasyum permanganat KMnO4 asidik bir ortamda kükürt dioksit SO2'yi sülfata oksitler:

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

Yaklaşık 10 MPa'lık bir basınçta, susuz MnCl2, organometalik bileşiklerin varlığında, çift çekirdekli karbonil Mn2(CO)10'u oluşturmak üzere karbon monoksit (II) CO ile reaksiyona girer.

Edebiyat

1. İnternet kaynakları.

2. İnorganik kimya çalıştayı: Proc. Öğrenciler için bir el kitabı. Daha yüksek Ders Kitabı Kuruluşlar/V.A. Aleshin, A.I. Dunaev, A. I. Zhirov; tarafından düzenlendi Yu.D. Tretyakov - M .: Yayınevi. Merkez "Akademi", 2004.

3. Glinka N.L. Genel kimya//M .: Integral-press, 2002.

4. Akhmetov N.S. genel ve inorganik kimya. Ders Kitabı Üniversiteler için - 4. baskı, revize edilmiş // M.: Daha yüksek. Okul, Yayıncılık merkezi "Akademi", 2001.

5. İnorganik kimya. Elementlerin kimyası: 2 ciltlik ders kitabı. T.2/Yu.D. Tretyakov, L.I. Martynenko, A.N. Grigoriev, A. Yu.Tsivadze. - 2. baskı, revize edildi. ve ek - M .: Moskova Devlet Üniversitesi Yayınevi; ICC "Akademkniga", 2007.

6. Kimyasal Ansiklopedi / Yayın Kurulu: Knunyants I.L. ve diğerleri // M .: Sovyet Ansiklopedisi, 1992.

7. Ugai Y.A. Genel kimya: Kimya öğrencileri için ders kitabı. uzman. un-tov//M.: Daha yüksek. okul, -1984.

8. Genel ve inorganik kimya. Ders kursu. Bölüm II İnorganik bileşiklerin ana sınıfları/ Korneev Yu.M., Ovcharenko V.P., Egorov E.N.//M.: A.N. Kolmogorov, Moskova Üniversitesi Yayınevi, 2000.

9. Chemist’s Handbook / Yayın Kurulu: Nikolsky B.P. ve diğerleri - 2. baskı, revize edilmiş//M.-L.: Kimya, 1966. - T.1.

Allbest.ru'da yayınlandı

...

Benzer belgeler

Tarihsel referans. Manganez uygulaması. Manganez elde etmek. Biyolojik sistemlerde manganez bileşikleri. İşletme bazında manganez cevheri üretim hacmi. Manganez gübreleri. Manganez toksininden kaynaklanan hastalık.

özet, 11/05/2004 eklendi


Manganez cevherlerinin tortul yataklarının özellikleri. Manganez monoksitin özellikleri. İki değerlikli manganez tuzlarının ayrışması. Manganezin endüstriyel üretimi. Madencilik ve cevher zenginleştirme. Manganez sülfatın sulu çözeltilerinin elektrolizi. Manganez cevheri kaynakları.

özet, eklendi: 03/01/2011


Katmanlı çift hidroksitler (LDH), yapıları ve sentez yöntemleri. Statik koşullar altında Mg,Al-CO3 LDH numunelerinde manganez(II) soğurulmasının incelenmesi. Manganez(II) sorpsiyonunun kinetiği. Optik yoğunluğun manganez(II)'nin çözeltiden soğurulması zamanına bağlılığı.

kurs çalışması, eklendi 10/13/2017


Metalotermi koşulları. İlk karışımın bileşiminin ve olası reaksiyonların hesaplanması. İndirgenebilir oksitlerin özellikleri. Aluminothermy kullanarak manganez üretimi. Elde edilen maddelerin ve öncüllerin kimyasal özellikleri. Reaksiyon ürününün belirlenmesi.

kurs çalışması, eklendi 12/16/2015


Manganezden su arıtma. Suyun demanganizasyonu için reaktif içermeyen ve reaktif yöntemleri. Derin havalandırma ve ardından filtreleme. Manganez oksidasyon katalizörlerinin kullanımı. Manganezin yeraltı suyundan uzaklaştırılması. Potasyum permanganat kullanma teknolojisi.

özet, eklendi: 03/09/2011


Manganez (III) oksohidroksit, potasyum trioksalatomanganat (III), potasyum dioksalatodiaquamanganat (III)'ün genel özellikleri, temel fiziksel ve kimyasal özellikleri, oluşum sırası ve uygulama kapsamı. MnO(OH) ve diğer bileşiklerin sentezi.

pratik çalışma, eklendi 03/23/2011


Manganez ve bileşiklerinin kimyasal özellikleri. Manganezin endüstriyel üretimi. Kromun keşfinin tarihi, genel bilgiler. Manganez ve kromun tüketim oranları, biyolojik rolleri. Mikro elementlerin eksikliğinin veya fazlalığının insan vücudu üzerindeki etkisi.

özet, 20.01.2015 eklendi


Demir ve manganezin ana analiz yöntemlerinin dikkate alınması. Klasik ve enstrümantal yöntemlerin tanımı. Tuz bileşiminin analizi. Karışık fosfatta lityum, demir, manganezin kütle spektrometrik, titrimetrik ve gravimetrik tespiti.

kurs çalışması, eklendi 24.01.2016


Oksit, sülfür, fosfat, pikrolonat formundaki manganezin belirlenmesi için gravimetrik yöntemler. Permanganatometri, iyodometri, potansiyometrik titrasyon kullanılarak elementin incelenmesi. Çözümlerin fotometrik ve lüminesans yöntemlerle analizi.

kurs çalışması, 28.10.2012 eklendi


Manganezin genel özellikleri, temel fiziksel ve kimyasal özellikleri, keşif tarihi ve araştırmadaki modern başarılar. Bu kimyasal elementin doğadaki yaygınlığı, sanayideki uygulama yönleri, üretim.

Manganez dioksit, MnO2 formülüne sahip inorganik bir bileşik, manganez(IV) oksittir. Yaygın mineral pirolusit olarak doğal olarak oluşur. Endüstride manganez dioksit, bir manganez sülfat çözeltisinin laboratuvarlarda - potasyum permanganattan ısıtılarak veya hidrojen peroksit ile etkileşime sokularak elektrolizi ile elde edilir.

Özellikler

Koyu kahverengi veya siyah renkte ince veya ince kristal toz. Suda çözünmez. +105 °C'nin üzerine ısıtıldığında ayrışır. Zehirli.

Kimyasal olarak reaktif çok kararlıdır ve en kararlı oksijen içeren manganez bileşiği olarak kabul edilir. Normal koşullar altında zayıf tepki verir. Amfoterik özellikler sergiler; hem asitleri hem de alkalileri oluşturur. İndirgeyici bir madde olarak işlev görebilir, ancak daha sıklıkla güçlü bir oksitleyici madde olarak işlev görebilir. Sülfürik, hidroklorik, nitrik, oksalik gibi güçlü inorganik ve organik asitlerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur: sülfatlar, klorürler, nitratlar, oksalatlar. Hidroklorik asit ile reaksiyona girdiğinde klor açığa çıkar. Nitrik ve sülfürik asitlerle - oksijen. Güçlü oksitleyici maddelerle etkileşime girer. Alkalilerle reaksiyona girerek manganez (H2MnO3) asit - manganit tuzlarını oluşturur.

		Manganez dioksit %91 EDM

Bu ilginç

• İnsanlık maddeyi neredeyse başlangıcından bu yana kullanıyor. Arkeologlar Lascaux mağarasındaki (Fransa) mağara resimlerinin tam olarak manganez dioksitle yapıldığını buldular. Radyokarbon tarihlemesine göre bu çizimler 17 ila 19 bin yıllıktır.
• Daha da eski kanıtlar var. Pech-de-Laze mağarasında (Fransa) manganez dioksit olan siyah taş parçaları bulundu. Bu taşların yaklaşık yarım milyon yıl önce Neandertaller tarafından yangın başlatmak veya yangını sürdürmek için kullanıldığı anlaşılıyor.

İhtiyati önlemler

İnsan sağlığına yönelik 2. sınıf tehlikeyi ifade eder. Toz aerosolünün solunması yoluyla yutulabilir. Cilt ile temasında tahrişe neden olur. Yutulması veya solunması halinde vücutta birikir. Vücuda giren yüksek dozda reaktifin solunum sistemi, merkezi sinir ve kardiyovasküler sistemler üzerinde olumsuz etkisi vardır. GOST tarafından belirlenen güvenlik kurallarına göre manganez dioksit ile çalışırken özel kıyafetler, lastik eldivenler ve toz filtreli "Petal" tipi solunum cihazları ve koruyucu gözlük kullanmalısınız. Reaktifin çalışma alanının havasındaki konsantrasyonu düzenli olarak kontrol edilmelidir. Odanın kendisi cebri havalandırma ile donatılmalıdır.

Manganez dioksit, neme dayanıklı torbalarda, emprenye edilmiş kağıt veya plastikte, ayrıca çelik kaplarda ve karton sarılı varillerde depolanır ve taşınır. Kapalı depolarda muhafaza edilir.

Başvuru

genel inceleme

Manganez IV. dönem alt grubunun VIIB elementidir. Atomun elektronik yapısı 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2'dir, bileşiklerdeki en karakteristik oksidasyon durumları +2 ila +7 arasındadır.

Manganez oldukça yaygın bir elementtir ve yer kabuğunun %0,1'ini (kütle oranı) oluşturur. Doğada yalnızca bileşikler halinde bulunan ana mineraller piroluzittir (manganez dioksit). MnO2.), gauskanit Mn3O4 ve brownit Mn2O3.

Fiziki ozellikleri

Manganez gümüşi beyaz renkte, sert ve kırılgan bir metaldir. Yoğunluğu 7,44 g/cm3, erime noktası 1245 o C'dir. Manganezin dört kristal modifikasyonu bilinmektedir.

Kimyasal özellikler

Manganez aktif bir metaldir; çeşitli voltajlarda alüminyum ve çinko arasındadır. Havada manganez, ısıtıldığında bile daha fazla oksidasyona karşı koruyan ince bir oksit filmi ile kaplanır. İnce ezilmiş halde manganez kolayca oksitlenir.

3Mn + 2O2 = Mn304– havada kalsine edildiğinde

Oda sıcaklığındaki su, manganez üzerinde çok yavaş etki eder, ancak ısıtıldığında daha hızlı etki eder:

Mn + H20 = Mn(OH)2 + H2

Seyreltik hidroklorik ve nitrik asitlerin yanı sıra sıcak sülfürik asitte (soğuk ortamda) çözünür. H2SO4 pratik olarak çözünmez):

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2 Mn + H2S04 = MnS04 + H2

Fiş

Manganez aşağıdakilerden elde edilir:

1. çözeltinin elektrolizi MnSO 4. Elektrolitik yöntemde cevher indirgenir ve daha sonra sülfürik asit ve amonyum sülfat karışımında çözülür. Ortaya çıkan çözelti elektrolize tabi tutulur.

2. Elektrikli fırınlarda oksitlerinin silikonla indirgenmesi.

Başvuru

Manganez kullanılır:

1. alaşımlı çeliklerin üretiminde. % 15'e kadar manganez içeren manganezli çelik, yüksek sertliğe ve dayanıma sahiptir.

2. manganez bir dizi magnezyum bazlı alaşımın bir parçasıdır; korozyona karşı dirençlerini arttırır.

Magran oksitler

Manganez dört basit oksit oluşturur: MnO, Mn2O3, MnO2 Ve Mn2O7 ve karışık oksit Mn3O4. İlk iki oksitin temel özellikleri manganez dioksittir. MnO2 amfoteriktir ve daha yüksek oksit Mn2O7 permanganik asit anhidrittir HMnO4. Manganez(IV) türevleri de bilinmektedir, ancak karşılık gelen oksit MnO3 alınamadı.

Manganez(II) bileşikleri

Oksidasyon durumu +2, manganez (II) okside karşılık gelir MnO, manganez hidroksit Mn(OH) 2 ve manganez(II) tuzları.

Manganez(II) oksit, diğer manganez oksitlerin hidrojen ile indirgenmesiyle yeşil bir toz formunda elde edilir:

MnO2 + H2 = MnO + H2O

veya manganez oksalatın veya karbonatın hava erişimi olmadan termal ayrışması sırasında:

MnC204 = MnO + CO + CO2 MnCO3 = MnO + CO2

Alkaliler, manganez (II) tuzlarının çözeltilerine etki ettiğinde, beyaz bir manganez hidroksit Mn(OH)2 çökeltisi çöker:

MnCl2 + NaOH = Mn(OH)2 + 2NaCl

Havada hızla kararır ve kahverengi manganez(IV) hidroksit Mn(OH)4'e oksitlenir:

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O =2 Mn(OH)4

Manganez (II) oksit ve hidroksit, temel özellikler sergiler ve asitlerde kolayca çözünür:

Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl2 + 2H20

Manganez (II) tuzları, manganezin seyreltik asitlerde çözünmesiyle oluşur:

Mn + H2S04 = MnS04 + H2- ısıtıldığında

veya asitlerin çeşitli doğal manganez bileşikleri üzerindeki etkisiyle, örneğin:

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H20

Katı haldeki manganez (II) tuzları pembe renktedir; bu tuzların çözeltileri ise hemen hemen renksizdir.

Oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde tüm manganez (II) bileşikleri indirgeyici özellikler sergiler.

Manganez(IV) bileşikleri

En kararlı manganez(IV) bileşiği koyu kahverengi manganez dioksittir. MnO2. Hem düşük manganez bileşiklerinin oksidasyonu hem de yüksek manganez bileşiklerinin indirgenmesi sırasında kolayca oluşur.

MnO2- bir amfoterik oksit, ancak hem asidik hem de bazik özellikler çok zayıf bir şekilde ifade edilir.

Asidik bir ortamda manganez dioksit güçlü bir oksitleyici maddedir. Konsantre asitlerle ısıtıldığında aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir:

2MnO2 + 2H2S04 = 2MnS04 + O2 + 2H2O MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H20

Ayrıca, ikinci reaksiyonun ilk aşamasında, önce kararsız manganez (IV) klorür oluşur ve bu daha sonra ayrışır:

MnCl4 = MnCl2 + Cl2

Füzyon ne zaman MnO2 Manganitler alkaliler veya bazik oksitlerle elde edilir, örneğin:

MnO2 +2KOH = K2MnO3 + H2O

Etkileşimde bulunurken MnO2 konsantre sülfürik asit ile manganez sülfat oluşur MnSO4 ve oksijen açığa çıkar:

2Mn(OH)4 + 2H2SO4 = 2MnS04 + O2 + 6H20

Etkileşim MnO2 daha güçlü oksitleyici maddelerle manganez (VI) ve (VII) bileşiklerinin oluşumuna yol açar, örneğin potasyum klorat ile birleştirildiğinde potasyum manganat oluşur:

3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H20

ve nitrik asit - manganez asit varlığında polonyum dioksite maruz kaldığında:

2MnO2 + 3PoO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Po(NO3)2 + 2H2O

MnO 2 Uygulamaları

Oksitleyici bir madde olarak MnO2 hidroklorik asitten klor üretiminde ve kuru galvanik hücrelerde kullanılır.

Manganez(VI) ve (VII) bileşikleri

Manganez dioksit, potasyum karbonat ve nitrat ile birleştirildiğinde, koyu yeşil potasyum manganat kristallerinin izole edilebildiği yeşil bir alaşım elde edilir. K2MnO4- çok kararsız permanganik asit tuzları H2MnO4:

MnO2 + KNO3 + K2C03 = K2MnO4 + KNO2 + CO2

sulu bir çözeltide manganatlar, eşzamanlı manganez dioksit oluşumuyla kendiliğinden manganez asit HMnO4 (permanganatlar) tuzlarına dönüşür:

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

bu durumda çözeltinin rengi yeşilden kırmızıya döner ve koyu kahverengi bir çökelti oluşur. Alkali varlığında manganatlar stabildir, asidik ortamda manganattan permanganata geçiş çok hızlı gerçekleşir.

Güçlü oksitleyici maddeler (örneğin klor) bir manganat çözeltisine etki ettiğinde, ikincisi tamamen permanganata dönüştürülür:

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

Potasyum permanganat KMnO4- permanganik asidin en ünlü tuzu. Suda orta derecede çözünür, koyu mor kristaller halinde görünür.Tüm manganez (VII) bileşikleri gibi potasyum permanganat da güçlü bir oksitleyici maddedir. Birçok organik maddeyi kolaylıkla oksitler, demir(II) tuzlarını demir(III) tuzlarına dönüştürür, sülfürik asidi sülfürik asite oksitler, hidroklorik asitten kloru serbest bırakır, vb.

Redoks reaksiyonlarında KMnO4(ve o MnO4-) değişen derecelerde geri yüklenebilir. Ortamın pH'ına bağlı olarak indirgeme ürünü bir iyon olabilir Min 2+(asitli bir ortamda), MnO2(nötr veya hafif alkali bir ortamda) veya iyon MnO4 2-(oldukça alkali bir ortamda), örneğin:

KMnO4 + KNO2 + KOH = K2MnO4 + KNO3 + H2O- oldukça alkali bir ortamda 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O = 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH– nötr veya hafif alkali 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = 2MnS04 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O– asidik bir ortamda

Kuru halde ısıtıldığında, zaten yaklaşık 200 o C sıcaklıktaki potasyum permanganat aşağıdaki denkleme göre ayrışır:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Permanganatlara karşılık gelen serbest permanganat asidi HMnO4 susuz halde elde edilmemiştir ve yalnızca çözelti halinde bilinmektedir. Çözeltisinin konsantrasyonu% 20'ye yükseltilebilir. HMnO4- sulu bir çözeltide tamamen iyonlara ayrışan çok güçlü bir asit.

Manganez (VII) oksit veya manganez anhidrit, Mn2O7 konsantre sülfürik asidin potasyum permanganat üzerindeki etkisiyle hazırlanabilir: 2KMnO 4 + H 2 SO 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Manganez anhidrit yeşilimsi kahverengi yağlı bir sıvıdır. Çok kararsızdır: ısıtıldığında veya yanıcı maddelerle temas ettiğinde patlayarak manganez dioksit ve oksijene dönüşür.

Enerjik bir oksitleyici madde olarak potasyum permanganat, kimya laboratuvarlarında ve endüstrilerde yaygın olarak kullanılır ve aynı zamanda dezenfektan görevi de görür. Potasyum permanganatın termal ayrışma reaksiyonu laboratuvarda oksijen üretmek için kullanılır.

Manganez(II) oksit- MnO - düşük manganez oksit, monoksit.

Temel oksit. Suda çözünmez. Kolayca oksitlenerek kırılgan bir MnO2 kabuğu oluşturur. Hidrojen veya aktif metallerle ısıtıldığında manganeze indirgenir.

Manganez(II) oksit, oksijen içeren manganez(II) tuzlarının inert gaz atmosferinde 300 °C sıcaklıkta kalsine edilmesiyle elde edilebilir. Yaygın MnO2'den, 700-900 ° C sıcaklıklarda hidrojen veya karbon monoksit ile kısmi indirgeme yoluyla elde edilir.

Manganez(II) hidroksit- inorganik bileşik, Mn(OH)2 formülüne sahip manganez metal hidroksit, açık pembe kristaller, suda çözünmez. Zayıf temel özellikler gösterir. Havada oksitlenir.

Manganez (II) hidroksit, tuzlarının alkalilerle etkileşimi sonucu oluşur:

Kimyasal özellikler.

· Manganez (II) hidroksit havada kolaylıkla kahverengi manganez oksohidroksite oksitlenir, bu da daha sonra manganez (IV) okside ayrışır:

· Manganez (II) hidroksit bazik özelliklere sahiptir. Asitler ve asit oksitlerle reaksiyona girer:

· Manganez (II) hidroksitin indirgeyici özelliği vardır. Güçlü oksitleyici maddelerin varlığında permanganata oksitlenebilir:

Manganez(III) oksit- inorganik bileşik, Mn203 formülüne sahip manganez metal oksit, kahverengi-siyah kristaller, suda çözünmez.

Fiş.

· Braunit, kurnakit ve bixbyit mineralleri doğada bulunur - çeşitli safsızlıklarla manganez oksit.

· Manganez(II) oksidin oksidasyonu:

Manganez(IV) oksidin indirgenmesi:

Kimyasal özellikler.

· Isıtıldığında ayrışır:

· Asitlerde çözündüğünde orantısızlaşır:

· Metal oksitlerle birleştiğinde manganit tuzları oluşturur:

Suda çözünmez.

Manganez(III) hidroksit –Mn2O3ּ H20 veya MnО(OH) doğal olarak bir mineral olarak bulunur Manganita(kahverengi manganez cevheri). Yapay olarak üretilen manganez (III) hidroksit, siyah-kahverengi boya olarak kullanılır.

Asidik oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde oluşur manganez tuzları.

Manganez (II) tuzları, kural olarak, Mn3 (PO4) 2, MnS, MnCO3 hariç suda oldukça çözünür.

Manganez sülfat(II) MnS04, manganez (II)'nin en kararlı bileşiklerinden biri olan beyaz bir tuzdur. Doğada kristalin hidrat MnSO4 · 7H2O formunda bulunur. Kumaşların boyanmasında ve ayrıca manganez (II) klorür MnCl2 ile birlikte diğer manganez bileşiklerinin üretilmesinde kullanılır.

Manganez karbonat(II) MnCO3 doğada manganez pshat formunda bulunur ve metalurjide kullanılır.

Manganez nitrat(II) Mn(NO 3) 2 yalnızca yapay olarak elde edilir ve nadir toprak metallerinin ayrılmasında kullanılır.

Manganez tuzları, oksijen içeren oksidatif işlemler için katalizörlerdir. Kurutucularda kullanılırlar. Böyle bir kurutma maddesinin eklenmesiyle keten tohumu yağına kurutma yağı denir.

Manganez(IV) oksit (manganez dioksit) MnO2, suda çözünmeyen koyu kahverengi bir tozdur. Yerkabuğunda yaygın olarak bulunan en kararlı manganez bileşiği (mineral pirolusit).

Kimyasal özellikler.

Normal koşullar altında oldukça atıl davranır. Asitlerle ısıtıldığında oksitleyici özellikler gösterir, örneğin konsantre hidroklorik asidi klora oksitler:

Sülfürik ve nitrik asitlerle MnO2, oksijenin salınmasıyla ayrışır:

Güçlü oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde manganez dioksit, Mn 7+ ve Mn 6+ bileşiklerine oksitlenir:

Manganez dioksit amfoterik özellikler sergiler. Böylece, MnS04 tuzunun bir sülfürik asit çözeltisi, sülfürik asit varlığında potasyum permanganat ile oksitlendiğinde, siyah bir Mn(S04)2 tuzu çökeltisi oluşur.

Ve alkaliler ve bazik oksitlerle birleştirildiğinde, MnO2 asidik bir oksit gibi davranarak tuzlar - manganitleri oluşturur:

Hidrojen peroksitin ayrışması için bir katalizördür:

Fiş.

Laboratuvar koşullarında potasyum permanganatın termal ayrışmasıyla elde edilir:

Potasyum permanganatın hidrojen peroksit ile reaksiyona sokulmasıyla da hazırlanabilir. Pratikte ortaya çıkan Mn02, hidrojen peroksiti katalitik olarak ayrıştırır, bunun sonucunda reaksiyon tamamlanmaz.

100 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda potasyum permanganatın hidrojen ile indirgenmesi:

64. Manganez (VI) bileşikleri, hazırlanma yöntemleri ve özellikleri. Manganez (VII) oksit, permanganik asit ve permanganatlar - hazırlanışı, özellikleri, uygulaması.

Manganez(VI) oksit- koyu kırmızı amorf bir madde olan MnO3 formülüne sahip inorganik bir bileşik olan manganez metal oksit, suyla reaksiyona girer.

Sülfürik asit içinde bir potasyum permanganat çözeltisi ısıtılırken açığa çıkan menekşe buharlarının yoğunlaşmasıyla oluşur:

Kimyasal özellikler.

· Isıtıldığında ayrışır:

Suyla reaksiyona girer:

Alkalilerle tuzlar oluşturur - manganatlar:

Manganez(VI) hidroksit asidik bir karakter gösterir. Serbest manganez (VI) asit kararsızdır ve aşağıdaki şemaya göre sulu bir çözelti içinde orantısızdır:

3H2MnO4(c) → 2HMnO4(c) + Mn02(s) + 2H20(l).

Manganatlar (VI) manganez dioksitin oksitleyici ajanların varlığında alkali ile füzyonu ile oluşur ve zümrüt yeşili renktedir. Güçlü alkali bir ortamda manganatlar (VI) oldukça stabildir. Alkali çözeltileri seyreltirken, orantısızlıkla birlikte hidroliz meydana gelir:

3K2MnO4(c) + 2H20(l) → 2KMnO4(c) + Mn02(s) + 4KOH(c).

Manganatlar (VI), asidik bir ortamda indirgenen güçlü oksitleyici maddelerdir. Mn(II), ve nötr ve alkali ortamlarda – MnO2. Güçlü oksitleyici ajanların etkisi altında manganatlar (VI) oksitlenebilir Mn(VII):

2K2MnO4(c) + Cl2(g) → 2KMnO4(c) + 2KCl(c).

500 o C'nin üzerine ısıtıldığında manganat (VI) ürünlere ayrışır:

manganat (IV) ve oksijen:

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

Manganez(VII) oksit Mn 2 O 7- yeşilimsi-kahverengi yağlı sıvı (t pl =5,9 °C), oda sıcaklığında kararsızdır; Güçlü bir oksitleyicidir, yanıcı maddelerle temas ettiğinde onları muhtemelen bir patlamayla tutuşturur. Organik maddelerle etkileşime girdiğinde bir itme sonucu, parlak bir ışık parlaması nedeniyle patlar. Manganez(VII) oksit Mn207, konsantre sülfürik asidin potasyum permanganat üzerindeki etkisiyle elde edilebilir:

Ortaya çıkan manganez(VII) oksit kararsızdır ve manganez(IV) oksit ve oksijene ayrışır:

Aynı zamanda ozon salınır:

Manganez (VII) oksit, mor-kırmızı renge sahip permanganik asit oluşturmak üzere suyla reaksiyona girer:

Susuz permanganik asit elde etmek mümkün değildi, çözelti halinde %20 konsantrasyona kadar stabildir. Bu çok güçlü asit 0,1 mol/dm3 konsantrasyonuna sahip bir çözeltideki görünür ayrışma derecesi %93'tür.

Permanganik asit – güçlü oksitleyici ajan . Daha enerjik bir şekilde etkileşime girer Mn2O7 yanıcı maddeler onunla temas ettiğinde tutuşur.

Permanganik asit tuzlarına denir permanganatlar . Bunlardan en önemlisi çok kuvvetli bir oksitleyici madde olan potasyum permanganattır. Organik ve inorganik maddelere karşı oksitleyici özelliklerine kimya uygulamalarında sıklıkla rastlanır.

Permanganat iyonunun azalma derecesi ortamın doğasına bağlıdır:

1) asidik ortam Mn(II) (Mn 2+ tuzları)

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

2) tarafsız ortam Mn(IV) (manganez(IV) oksit)

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

3) alkalin ortam Mn(VI) (M 2 MnO 4 manganetleri)

MnO 4 - +ē =MnO 4 2-, E 0 = +0,56B

Görüldüğü gibi permanganatlar en güçlü oksitleyici özellikleri sergilerler. asidik bir ortamda.

Manganatların oluşumu, hidrolizi baskılayan kuvvetli alkalin bir çözeltide meydana gelir. K2MnO4. Reaksiyon genellikle oldukça seyreltik çözeltilerde gerçekleştiğinden, nötr bir ortamda olduğu gibi alkali bir ortamda permanganatın indirgenmesinin nihai ürünü MnO2'dir (orantısızlığa bakınız).

Yaklaşık 250 o C sıcaklıkta potasyum permanganat aşağıdaki şemaya göre ayrışır:

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

Potasyum permanganat antiseptik olarak kullanılır. %0,01 ile %0,5 arasında değişen konsantrasyonlarda sulu çözeltiler, yaraları dezenfekte etmek, gargara yapmak ve diğer antiinflamatuar prosedürleri gerçekleştirmek için kullanılır. Cilt yanıklarında başarıyla% 2 - 5'lik potasyum permanganat çözeltileri kullanılır (cilt kurur ve kabarcık oluşmaz). Canlı organizmalar için permanganatlar zehirdir (protein pıhtılaşmasına neden olurlar). Nötralizasyonları% 3'lük bir çözelti ile gerçekleştirilir. H202, asetik asit ile asitlendirilmiş:

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

65. Renyum bileşikleri (II), (III), (VI). Renyum (VII) bileşikleri: oksit, renyum asit, perhenatlar.

Renyum(II) oksit- inorganik bir bileşik, ReO formülüne sahip renyum metal oksit, suda çözünmeyen siyah kristaller, hidratlar oluşturur.

Renyum oksit hidrat ReO H2O, renyum asidin asidik bir ortamda kadmiyum ile indirgenmesiyle oluşur:

Renyum(III) oksit- inorganik bir bileşik, Re203 formülüne sahip renyum metal oksit, suda çözünmeyen kara toz, hidratlar oluşturur.

Alkali bir ortamda renyum(III) klorürün hidrolizi ile elde edilir:

Suda kolayca oksitlenir:

Renyum(VI) oksit- inorganik bileşik, ReO3 formüllü renyum metal oksit, koyu kırmızı kristaller, suda çözünmez.

Fiş.

· Renyum(VII) oksit oranı:

Renyum(VII) oksidin karbon monoksit ile indirgenmesi:

Kimyasal özellikler.

· Isıtıldığında ayrışır:

· Konsantre nitrik asitle oksitlenmiş:

Alkali metal hidroksitlerle renitler ve perhenatlar oluşturur:

· Havadaki oksijenle oksitlenir:

Hidrojen ile indirgenmiş:

Renyum(VII) oksit- inorganik bileşik, Re2O7 formülüne sahip renyum metal oksit, açık sarı higroskopik kristaller, soğuk suda çözünür, sıcak suyla reaksiyona girer.

Fiş.

Renyum metalinin oksidasyonu:

· Renyum(IV) oksidi ısıtırken ayrışma:

Renyum(IV) oksidin oksidasyonu:

· Renyum asidini ısıtırken ayrışma:

Kimyasal özellikler.

· Isıtıldığında ayrışır:

· Sıcak suyla reaksiyona girer:

Alkalilerle reaksiyona girerek perhenatlar oluşturur:

· Oksitleyici bir maddedir:

Hidrojen ile indirgenmiş:

· Renyum ile uyumludur:

Karbon monoksit ile reaksiyona girer:

Renik asit- HReO 4 formülüne sahip oksijen içeren asit olan inorganik bileşik, yalnızca sulu çözeltilerde bulunur, tuzlar oluşturur perhenatlar.

Renyumun, ReO ve ReS2 gibi az çözünen bileşiklerden çözeltiye transferi, asit ayrışması veya alkalin füzyonu ile çözünür perhenatlar veya renyum asit oluşumu ile gerçekleştirilir. Tersine, renyumun çözeltilerden ekstraksiyonu, potasyum, sezyum, talyum vb. gibi az çözünen perhenatlar formunda çökeltilerek gerçekleştirilir. Amonyum perhenat, metalik renyumun hidrojen ile indirgeme yoluyla elde edildiği büyük endüstriyel öneme sahiptir.

Renik asit, Re2O7'nin suda çözülmesiyle elde edilir:

Re2O7 + H2O = 2HReO4.

Renyum asit çözeltileri ayrıca renyum metalinin hidrojen peroksit, brom suyu ve nitrik asit içinde çözülmesiyle de elde edilir. Fazla peroksit kaynatılarak uzaklaştırılır. Renik asit, iyon değişimi ve elektrodiyaliz kullanılarak perhenatlardan düşük oksitlerin ve sülfitlerin oksidasyonu ile elde edilir. Kolaylık sağlamak amacıyla Tablo 2'de renyum asit çözeltilerinin yoğunlukları gösterilmektedir.

Renik asit stabildir. Perklorik ve manganez asitlerin aksine çok zayıf oksitleyici özelliklere sahiptir. İyileşmesi genellikle yavaştır. İndirgeyici ajan olarak metal amalgamlar ve kimyasal ajanlar kullanılmaktadır.

Perhenatlar, karşılık gelen perkloratlar ve permanganatlardan daha az çözünür ve termal olarak daha stabildir.

Talyum, sezyum, rubidyum ve potasyum perhenatlar en düşük çözünürlüğe sahiptir.

Perhenatlar Tl, Rb, Cs, K, Ag zayıf çözünen maddelerdir, perhenatlar, Ba, Pb (II) ortalama çözünürlüğe sahiptir, perhenatlar Mg, Ca, Cu, Zn, Cd vb. suda çok çözünür. Potasyum ve amonyum perhenatların bir parçası olarak renyum endüstriyel çözeltilerden izole edilir.

Potasyum perhenat KReO4 – küçük, renksiz altıgen kristaller. 555°'de bozunmadan erir; daha yüksek sıcaklıklarda kısmen ayrışarak buharlaşır. Tuzun sulu bir renyum asit çözeltisi içindeki çözünürlüğü sudan daha yüksektir, H2SO4 varlığında ise neredeyse hiç değişmeden kalır.

Amonyum perhenat NH4ReO4, renyum asidinin amonyakla nötrleştirilmesiyle elde edilir. Suda nispeten iyi çözünür. Çözeltilerden kristalleştiğinde KReO4 ile sürekli katı çözeltiler oluşturur. Havada ısıtıldığında 200°'den başlayarak ayrışarak Re2O7 ve siyah bir ReO2 kalıntısı içeren bir süblimat verir. İnert bir atmosferde ayrıştırıldığında reaksiyona göre yalnızca renyum (IV) oksit oluşur:

2NH4ReO4 = 2ReO2 + N2 + 4H2O.

Bir tuz hidrojenle indirgendiğinde bir metal elde edilir.

Organik bazlara sahip renyum asit tuzları arasında, özellikle nitron asetat fazlalığının varlığında, asetat çözeltilerinde çok düşük çözünürlüğe sahip olan nitron perhenat C20H17N4ReO4'ü not ediyoruz. Bu tuzun oluşumu renyumun miktarını belirlemek için kullanılır.

Yazar: Kimya Ansiklopedisi IL Knunyants

MANGAN OKSİTLER: MnO, Mn203, MnO2, Mn304, Mn207, Mn508. Mn 2 O 7 dışındaki tüm oksitler kristaldir ve suda çözünmezler. Daha yüksek oksitler ısıtıldığında O2 ayrılır ve daha düşük oksitler oluşur:

MnO ve Mn2O3, havaya veya 300 °C'nin üzerindeki O2 atmosferine maruz kaldığında MnO2'ye oksitlenir.

Susuz ve sulu. Mn oksitler manganez ve ferromanganez cevherlerinin bileşimine pirolusit b -MnO2, psilomelan mMO* nMnO2 * xH20 [M = Ba, Ca, K, Mn(H)], manganit b mineralleri formunda dahil edilir. -MnOOH (Mn203 * H20), groutit g-MnOOH, braunit 3Mn203 * MnSi03, vb. % 60-70 MnO2 içeriğine sahip. Manganez cevherlerinin işlenmesi, ıslak zenginleştirmeyi ve ardından Mn02 veya Mn203 oksitlerinin sülfitizasyon ve sülfatizasyon, karbonizasyon ve indirgeme yöntemleriyle kimyasal olarak ayrılmasını içerir. kızartma vb.

Monoksit MnO (mineral manganosit). Altıgen -155,3 °C'ye kadar stabildir. yukarıdaki modifikasyon - kübik (tabloya bakınız). Yarı iletken. Neel noktalı 122 K antiferromıknatıs; mag. duyarlılık + 4,85* 10 - 3 (293 K). Zayıf temel özelliklere sahiptir; ısıtıldığında hidrojen ve aktif metaller tarafından Mn'ye indirgenir. MnO asitlerle etkileşime girdiğinde, (NH4)2S - MnS sülfite maruz bırakıldığında 700-800°C'de NaOH eriyiği ve fazla O2 - Na3 MnO4 ile Mn(II) tuzları oluşur. Mn(OH)2, Mn(C204), Mn(NO3)2 veya MnC03'ün 300 ° C'de inert bir atmosferde ayrışmasıyla elde edilir, MnO2 veya Mn203'ün indirgenmesiyle kontrol edilir. 700-900 ° C'de hidrojen veya CO. Ferritlerin ve diğer seramiklerin bileşeni. malzemeler, metal kükürt giderme için cüruf, mikro gübreler, piperidin dehidrojenasyon katalizörü, antiferromanyetik. malzeme.

Seskioksit Mn203 iki modifikasyonda mevcuttur - eşkenar dörtgen. a (mineral kurnakit) ve kübik. b (bixbyite minerali), geçiş sıcaklığı a : b 670 °C; paramanyetik, manyetik duyarlılık +1,41 10 - 5 (293 K); 300°C'de H2 ile MnO'ya ve ısıtıldığında alüminyum ile Mn'ye indirgenir.

Seyreltik H2SO4 ve HNO3'ün etkisi altında MnO2 ve Mn(II) tuzuna dönüşür. Mn 2 O 3, MnOOH'nin ayrışmasıyla termodinamik olarak elde edilir.

Manganez (II, III) oksit Mn304 (hausmannit minerali); 1160°C'de a -Mn304 kübik kristalli b -Mn304'e dönüşür. ızgara; D H 0 geçişi a : b 20,9 kJ/mol; paramanyetik, manyetik duyarlılık + 1,24* 10 - 5 (298 K). MnO ve Mn 2 O 3'ün doğasında bulunan kimyasal özellikleri sergiler.

MnO2 dioksit doğadaki en yaygın Mn bileşiğidir; B-modifikasyonu (mineral piroluzit) en kararlı olanıdır. Bilinen eşkenar dörtgen. g -MnO2 (mineral ramsdelit veya polianit) yanı sıra a, d ve e, çeşitli Mn02 formlarının katı çözeltileri olarak kabul edilir. Paramanyetik, manyetik duyarlılık + 2,28* 10 - 3 (293 K). Mn dioksit - stokiyometrik olmayan. bileşiğinin kafesinde her zaman oksijen eksikliği vardır. Amfoterik. H2, 170°C'de MnO'ya indirgenir. NH3 ile etkileşime girdiğinde H2O, N2 ve Mn203 oluşur. Eriyikteki O2'nin etkisi altında NaOH, konsantre bir şekilde Na2MnO4 verir. asitler - Mn(IV), H20 ve O2'nin (veya hidroklorik asit durumunda Cl2'nin) karşılık gelen tuzları. MnO2, Mn(NO3)2 veya Mn(OH)2'nin 200°C'de havada ayrışması, KMnO4'ün nötr bir ortamda indirgenmesi ve Mn(II) tuzlarının elektrolizi ile elde edilir. Mn ve bileşiklerinin üretiminde, kurutucularda, kuru elementlerde depolarizatör olarak, boyalar için kahverengi pigmentin (koyu kahverengi) bir bileşeni olarak, cam parlatma için, hidrometalurjide oksitleyici bir madde olan Cl -'nin tespiti için bir reaktif olarak kullanılır. Hopkalit kartuşlarında vb. bir katalizör bileşeni olan Zn, Cu, U. MnS04 ve KMnO4'ün sulu çözeltilerinin etkileşimi ile elde edilen aktif MnO2, organik kimyada bir oksitleyici maddedir.

Manganez (VII) oksit Mn207 (dimanganez heptaoksit, manganez anhidrit) - yağlı yeşil sıvı; erime noktası 5,9 °C; yoğunluk 2,40 g/cm3; D H 0 numunesi -726,3 kJ/mol. 50 °C'nin üzerinde, yavaş ısıtma ile O2 salınımı ve daha düşük oksitlerin oluşmasıyla ayrışmaya başlar ve daha yüksek sıcaklıklarda veya yüksek ısıtma hızlarında patlar; mekanik ve termal etkilere karşı son derece hassastır. Güçlü oksitleyici ajan; Mn207 ile temas ettiğinde yanıcı maddeler tutuşur. MANGAN OKSİTLERİb. KMnO4'ün soğukta HZS04 ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilir.

Mn508 oksit veya Mn2II (MnIV04)3 bir katıdır; suda çözünmez; MnO veya Mn304'ün oksidasyonu yoluyla elde edilebilir; kolayca MnO 2 ve O 2'ye ayrışır.

Mn hidroksitlerin stokiyometrik. bileşikler yalnızca Mn(OH)2, MnO(OH) ve HMnO4'tür, diğerleri hidrattır. kimyasal özellikleri bakımından karşılık gelen oksitlere benzer, değişken bileşimli oksitler. Hidroksitlerin asidik özellikleri, Mn: Mn(OH)2'nin oksidasyon derecesi arttıkça artar.< 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) hidroksit MnO(OH)'un iki modifikasyonu bilinmektedir; 250 °C'de vakumda g-Mn203'e dehidre edilir; suda çözünmez Doğa manganit HNO3 ile ayrışmaz ve seyreltilmiş H2S04, ancak H2S03 ile yavaş reaksiyona girer, yapay olarak elde edilen mineral asitler tarafından kolayca ayrıştırılır; O2, b-MnO2'ye oksitlenir. Ayrıca bkz. Manganatlar.

MANGAN OKSİT. zehirli; MPC bkz. Sanat. Manganez.

Kimyasal ansiklopedi. Cilt 2 >>