Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Ма рганец

Название: Ма рганец
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат Добавлен 07:27:31 29 июня 2011 Похожие работы
Просмотров: 78 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Ма́рганец — элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum , ма́нганум , в составе формул по-русски читается как марганец , например, KMnO4калий марганец о четыре ; но нередко читают и как манган ). Простое вещество марганец (CAS-номер: 7439-96-5) — металл серебристо-белого цвета. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой[1] .

История открытия

Один из основных материалов марганца — пиролюзит — был известен в древности как черная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью магнитного железняка , а тот факт, что он не притягивается магнитом , Плиний Старший объяснил женским полом черной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 г. шведский химик К. Шееле показал, что в руде содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику Ю. Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» (от немецкого Manganerz — марганцевая руда).

[править ] Распространённость в природе

Марганец — 14-й элемент по распространённости на Земле , а после железа — второй тяжёлый металл , содержащийся в земной коре (0,03 % от общего числа атомов земной коры). Весовое количество марганца увеличивается от кислых (600 г/т) к основным породам (2,2 кг/т). Сопутствует железу во многих его рудах , однако встречаются и самостоятельные месторождения марганца. В чиатурском месторождении (район Кутаиси ) сосредоточено до 40 % марганцевых руд. Марганец, рассеянный в горных породах вымывается водой и уносится в Мировой океан. При этом его содержание в морской воде незначительно (10−7 —10−6 %), а в глубоких местах океана его концентрация возрастает до 0,3 % вследствие окисления растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO2 ·x H2 O) и опускается в нижние слои океана, формируя так называемые железо-марганцевые конкреции на дне, в которых количество марганца может достигать 45 % (также в них имеются примеси меди , никеля , кобальта ). Такие конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности.

В России является остродефицитным сырьём, известны месторождения: «Усинское» в Кемеровской области, «Полуночное» в Свердловской, «Порожинское» в Красноярском крае, «Южно-Хинганское» в Еврейской автономной области, «Рогачёво-Тайнинская» площадь и «Северо-Тайнинское» поле на Новой Земле.

см. Марганцевые руды

[править ] Минералы марганца

  • пиролюзит MnO2 ·x H2 O, самый распространённый минерал (содержит 63,2 % марганца);
  • манганит (бурая манганцевая руда) MnO(OH) (62,5 % марганца);
  • браунит 3Mn2 O3 ·MnSi O3 (69,5 % марганца);
  • гаусманит (MnII Mn2 III )O4
  • родохрозит (марганцевый шпат, малиновый шпат) MnCO3 (47,8 % марганца);
  • псиломелан m MnO • MnO2n H2 O (45-60 % марганца);
  • пурпурит (Mn3+ [PO4 ]), 36,65 % марганца.

[править ] Месторождения

Месторождения марганца в порядке убывания: Украина , ЮАР , Казахстан , Габон , Австралия , Китай , Россия , Бразилия , Индия .[источник не указан 141 день ]

[править ] Получение

1. Алюминотермическим методом, восстанавливая оксид Mn2 O3 , образующийся при прокаливании пиролюзита:

4MnO2 → 2Mn2 O3 + О2

Mn2 O3 + 2Al → 2Mn + Al2 O3

2. Восстановлением железосодержащих оксидных руд марганца коксом . Этим способом в металлургии обычно получают ферромарганец (≅80 % Mn).

3. Чистый металлический марганец получают электролизом

[править ] Физические свойства

Некоторые свойства приведены в таблице. Другие свойства марганца:

  • Работа выхода электрона: 4,1 эВ
  • Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см /см/°C (при 0 °C)
  • Электропроводность: 0,00695×106 Ом−1 ·см−1
  • Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K
  • Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
  • Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
  • Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль
  • Твёрдость
    • по шкале Бринелля: Мн/м²
    • по шкале Мооса: 6
  • Давление паров: 121 Па при 1244 °C
  • Молярный объём: 7,35 см³/моль

· Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду

Окисленная форма

Восстановленная форма

Среда

E0 , В

Mn2+

Mn

H+

−1,186

Mn3+

Mn2+

H+

+1,51

MnO2

Mn3+

H+

+0,95

MnO2

Mn2+

H+

+1,23

MnO2

Mn(OH)2

OH

−0,05

MnO4 2−

MnO2

H+

+2,26

MnO4 2−

MnO2

OH

+0,62

MnO4

MnO4 2−

OH

+0,56

MnO4

H2 MnO4

H+

+1,22

MnO4

MnO2

H+

+1,69

MnO4

MnO2

OH

+0,60

MnO4

Mn2+

H+

+1,51

· Характерные степени окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 мало характерны).

· При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде (Mn + O2 → MnO2 ). Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород (Mn + 2H2 O →(t) Mn(OH)2 + H2 ↑), образующийся гидроксид марганца замедляет реакцию.

· Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом , образуя различные по составу нитриды .

· Углерод реагирует с расплавленным марганцем образуя карбиды Mn3 C и другие. Образует также силициды , бориды , фосфиды .

· C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:

· Mn + 2H+ → Mn2+ + H2

· С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению:

· Mn + 2H2 SO4 (конц.) → MnSO4 + SO2 ↑ + 2H2 O

· С разбавленой азотной кислотой реакция идёт по уравнению:

· 3Mn + 8HNO3 (разб.) → 3Mn(NO3 )2 + 2NO ↑ + 4H2 O

· В щелочном растворе марганец устойчив.

· Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn2 O3 , MnO2 , MnO3 (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn2 O7 .

· Mn2 O7 в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn2 O7 разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn2 O3 и MnO2 , а также комбинированный оксид Mn3 O4 (2MnO·MnO2 , или соль Mn2 MnO4 ).

· При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит ) со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты :

· 2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2 MnO4 + 2H2 O

· Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция:

· 3K2 MnO4 + 3H2 SO4 → 3K2 SO4 + 2HMnO4 + MnO(OH)2 ↓ + H2 O

· Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO4 и из него выпадает коричневый осадок гидроксида марганца (IV).

· Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли (перманганаты ) — сильные окислители. Например, перманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца (II), в нейтральной — до соединений марганца (IV), в сильно щелочной — до соединений марганца (VI).

· При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия):

· 2KMnO4 →(t) K2 MnO4 + MnO2 + O2

· Под действием сильных окислителей ион Mn2+ переходит в ион MnO4 :

· 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 2PbSO4 + 3Pb(NO3 )2 + 2H2 O

· Эта реакция используется для качественного определения Mn2+ (см. в разделе «Определение методами химического анализа»).

· При подщелачивании растворов солей Mn (II) из них выпадает осадок гидроксида марганца (II), быстро буреющий на воздухе в результате окислления. Подробное описание реакции см. в разделе «Определение методами химического анализа».

· Соли MnCl3 , Mn2 (SO4 )3 неустойчивы. Гидроксиды Mn(OH)2 и Mn(OH)3 имеют основной характер, MnO(OH)2 — амфотерный. Хлорид марганца (IV) MnCl4 очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения хлора :

· MnO2 + 4HCl →(t) MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2 O

· [править ] Применение в промышленности

· Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, то есть для удаления из неё кислорода. Кроме того, он связывает серу , что также улучшает свойства сталей. Введение до 12-13 % Mn в сталь (так называемая Сталь Гадфильда ), иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет сталь, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам (эта сталь резко упрочняется и становится тверже при ударах). Такая сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д. В «зеркальный чугун» вводится до 20 % Mn.

· Сплав 83 % Cu , 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления реостатов и пр.

· Марганец вводят в бронзы и латуни.

· Значительное количество диоксида марганца потребляется при производстве марганцево-цинковых гальванических элементов , MnO2 используется в таких элементах в качестве окислителя-деполяризатора .

· Соединения марганца также широко используются как в тонком органическом синтезе (MnO2 и KMnO4 в качестве окислителей), так и промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов окисления углеводородов, например, в производстве терефталевой кислоты окислением p-ксилола , окисление парафинов в высшие жирные кислоты).

· Цены на металлический марганец в слитках чистотой 95 % в 2006 году составили в среднем 2,5 долл/кг.

· Арсенид марганца обладает гигантским магнитокалорическим эффектом , усиливающимся под давлением. Теллурид марганца перспективный термоэлектрический материал(термо-э.д.с 500 мкВ/К).

· [править ] Определение методами химического анализа

· Марганец принадлежит к пятой аналитической группе катионов .

· Специфические реакции, используемые в аналитической химии для обнаружения катионов Mn2+ следующие:

· 1. Едкие щёлочи с солями марганца (II) дают белый осадок гидроксида марганца (II):

· MnSO4 +2KOH→Mn(OH)2 ↓+K2 SO4

· Mn2+ +2OH →Mn(OH)2

· Осадок на воздухе меняет цвет на бурый из-за окисления кислородом воздуха.

· Выполнение реакции. К двум каплям раствора соли марганца добавляют две капли раствора щёлочи. Наблюдают изменение цвета осадка.

· 2. Пероксид водорода в присутствии щёлочи окисляет соли марганца (II) до тёмно-бурого соединения марганца (IV):

· MnSO4 +H2 O2 +2NaOH→MnO(OH)2 ↓+Na2 SO4 +H2 O

· Mn2+ +H2 O2 +2OH →MnO(OH)2 ↓+H2 O

· Выполнение реакции. К двум каплям раствора соли марганца добавляют четыре капли раствора щёлочи и две капли раствора H2 O2 .

· 3. Диоксид свинца PbO2 в присутствии концентрированной азотной кислоты при нагревании окисляет Mn2+ до MnO4 с образованием марганцевой кислоты малинового цвета:

· 2MnSO4 +5PbO2 +6HNO3 →2HMnO4 +2PbSO4 ↓+3Pb(NO3 )2 +2H2 O

· 2Mn2+ +5PbO2 +4H+ →2MnO4 +5Pb2+ +2H2 O

· Эта реакция дает отрицательный результат в присутствии восстановителей, например хлороводородной кислоты и её солей, так как они взаимодействуют с диоксидом свинца, а также с образовавшейся марганцевой кислотой. При больших количествах марганца эта реакция не удаётся, так как избыток ионов Mn2+ восстанавливает образующуюся марганцевую кислоту HMnO4 до MnO(OH)2 и вместо малиновой окраски появляется бурый осадок. Вместо диоксида свинца для окисления Mn2+ в MnO4 могут быть использованы другие окислители, например персульфат аммония (NH4 )2 S2 O8 в присутствии катализатора — ионов Ag+ или висмутата натрия NaBiO3 :

· 2MnSO4 +5NaBiO3 +16HNO3 →2HMnO4 +5Bi(NO3 )3 +NaNO3 +2Na2 SO4 +7H2 O

· Выполнение реакции. В пробирку вносят стеклянным шпателем немного PbO2 , а затем 5 капель концентрированной азотной кислоты HNO3 и нагревают смесь на кипящей водяной бане. В нагретую смесь добавляют 1 каплю раствора сульфата марганца (II) MnSO4 и снова нагревают 10—15 мин, встряхивая время от времени содержимое пробирки. Дают избытку диоксида свинца осесть и наблюдают малиновую окраску образовавшейся марганцевой кислоты.

· При окислении висмутатом натрия реакцию проводят следующим образом. В пробирку помещают 1—2 капли раствора сульфата марганца (II) и 4 капли 6 н. HNO3 , добавляют несколько крупинок висмутата натрия и встряхивают. Наблюдают появление малиновой окраски раствора.

· 4. Сульфид аммония (NH4 )2 S осаждает из раствора солей марганца сульфид марганца (II), окрашенный в телесный цвет:

· MnSO4 +(NH4 )2 S→MnS↓+(NH4 )2 SO4

· Mn2+ +S2− →MnS↓

· Осадок легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах и даже в уксусной кислоте.

· Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли марганца (II) и добавляют 2 капли раствора сульфида аммония.

· [править ] Биологическая роль и содержание в живых организмах

· Марганец содержится в организмах всех растений и животных, хотя его содержание обычно очень мало, порядка тысячных долей процента, он оказывает значительное влияние на жизнедеятельность, то есть является микроэлементом . Марганец оказывает влияние на рост, образование крови и функции половых желёз . Особо богаты марганцем листья свёклы — до 0,03 %, а также большие его количества содержатся в организмах рыжих муравьёв — до 0,05 %. Некоторые бактерии содержат до нескольких процентов марганца.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:03:17 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
11:35:04 29 ноября 2015

Работы, похожие на Реферат: Ма рганец

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151059)
Комментарии (1843)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru