Մանգան

Մանգան (Կաղապար:Lang-lat, Կաղապար:Lang-gr - խաբում եմ), Μn, տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերության, 7-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 25, ատոմական զանգվածը՝ 54,9380: d տարր է, ատոմի արտաքին թաղանթի էլեկտրոնային կառուցվածքն է 3ds⁴s²։ Բնական մանգանը բաղկացած է մեկ կայուն իզոտոպից՝ ⁵⁵Mn:

Արհեստականորեն ստացվել են 50-56 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից կարևոր են ⁵⁴Mn(T_1/2= 2,9 օր) և ⁵⁴Mn (T_1/2= 2,576 ժամ)։

Մանգանը մտնում է որոշ ֆերմենտների կազմության մեջ և խթանում է դրանց ակտիվությունը։ Եթե սառը ըմպելիքներ եք ուզում, ունեք մանգանի պակաս։ Պարունակվում է հնդկական ընկույզում, նուշում, հապալասում։

Բացահայտման պատմություն

Պարունակությամբ երկրակեղևում 11-րդ տարրն է (0,1 %), ուր ազատ վիճակում չի հանդիպում։ Հողում, լճերում, ճահիճներում առաջացնում է երկաթմանգանային կուտակումներ (խոշոր կուտակումներ են հայտնաբերվել օվկիանոսների հատակում՝ 358 մլրդտ)։ Բուսական և կենդանական օրգանիզմների մշտական բաղադրամասն է։ Մանգան են պարունակում շեկ մրջյունները, որոշ մանրէներ և ջրիմուռներ, մարդու օրգանիզմում՝ լյարդը, կմախքը և վահանաձև գեղձը։

Մանգանը ակտիվացնում է որոշ ֆերմենտներ, մասնակցում ֆոտոսինթեզին, շնչառությանը, նուկլեինաթթուների կենսասինթեզին, ուժեղացնում ինսուլինի և այլ հորմոնների ազդեցությունը, խթանում արյունաստեղծումը։

KMnO₄ ջրային լուծույթում

Միներալներ

Տարածված բազմաթիվ միներալներից կարևոր են

• պիրույուզիաը, MnO₂·xH₂O, ամենատարածված միներալը (պարունակում է 63,2 % մանգան)
• մանգանիտը, MnO(OH) (62,5 % մանգան)
• գաուսմանիտը (Mn^IIMn₂^III)O₄
• Բրաունիտ 3Mn₂O₃·MnSiO₃ (69,5 % մանգան) և այլն։

Վերականգնող միջավայրում մանգանը եռանդուն միգրացվում է կենսոլորտում և թթու ջրերում։ Օքսիդացնող միջավայրում քիչ շարժուն է։

Մանգանի միներալները հայտնի են վաղուց, հռոմեացի Պլինիոս Ավագը (23-79) հիշատակել է հեղուկ ապակին գունագրկող սև քարի մասին։ Վերջինս՝ պիրոլյուզիտը, համարում էին երկաթի միացություն, մագնետիտի տարատեսակ։ Քանի որ դրանից երկաթ չէր ստացվում, անվանեցին Մանգանը (16-17-րդ դարեր)։ Մետաղական մանգանը առաջինն ստացել է շվեդ գիտնական Յու. Գանը (1774)։

Ստացում

Մանգանի դիագրամը

Մանգանը ստանում է Էլեկտրաթերմիայի կամ ալյումինաթերմիայի եղանակով։ Վերջին դեպքում MnO₂-ը նախօրոք մասնակի քայքայում են շիկացնելով։

$\mathrm{𝟦}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖬{𝗇}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$𝖬{𝗇}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖠𝗅\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖬𝗇\mathsf{+}𝖠{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Մաքուր Մմանգանը ստանում են MnSO₄-ը լուծույթի էլեկտրոլիզով (Ռ. Ագլաձե, 1939) կամ հանքանյութը քլորացնելով և ստացված քլորիդները վերականգնելով։

Ֆիզիկական հատկություններ

Մանգանը սպիտակ, արծաթափայլ, փխրուն մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1245 °C, եռմանը՝ 2150 °C, խտությունը՝ 7200-7400 կգ/մ³, առաջացնում է 4 պոլիմորֆ ձևափոխություն։

Քիմիապես ակտիվ է, միացություններում ցուցաբերում է +2-ից +7 օքսիդացման աստիճաններ։

Քիմիական հատկություններ

Օքսիդավերականգնման ստանդարտ պոտելցիալը ջրածնի էլեկտրոդների նկատմամաբ

Օքսիդիչ	Վերականգնիչ	Միջավայր	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
MnO42−	MnO2	H+	+2,26
MnO42−	MnO2	OH−	+0,62
MnO4−	MnO42−	OH−	+0,56
MnO4−	H2MnO4	H+	+1,22
MnO4−	MnO2	H+	+1,69
MnO4−	MnO2	OH−	+0,60
MnO4−	Mn2+	H+	+1,51

Տաքացնելիս միանում է ոչ մետաղներին, թթվածնի հետ առաջացնում է օքսիդների խառնուրդներ, ծծմբի հետ՝ սուլֆիդներ (MnS, MnS₂), ազոտի հեա՝ նիարիդներ (Mn₃N, MnN₂, Mn₃N₂), ածխածնի հետ՝ կարբիդներ (Mn₂₃C₆, Мп₇С₃, Мn₃S_б), ֆոսֆորի հետ՝ ֆոսֆիդներ (Mn₂P, ΜnΡ)։

$𝖬𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{\to }𝖬{𝗇}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Մանգանի (II) օքսիդը՝ ΜnΟ, մոխրականաչ փոշի է, ջրում և ալկալիներում չի լուծվում։ Լուծվում է թթուներում։ Օդում օքսիդանում է։ Նրա հիդրատը՝ Мп(ОН)₂, սպիտակ նստվածք է, օդում օքսիդանում է և դառնում գորշագույն։

$𝖬𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\to }𝖬𝗇𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$\mathrm{𝟥}𝖬𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}𝖬𝗇\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Թույլ հիմք է, աղերը բաց վարդագույն են։ Μn₂O₃ սև, ամորֆ փոշի է, բնության մեջ առաջացնում է բրաունիա միներալը։ Մանգանի միացություններից ամենակայունը երկօքսիդն է ΜnO₂, որը ջրում անլուծելի, սև փոշի է։ Ռեակցիաներում օքսիդիչ է (H₂O₂-ի, HCl-ի և այլնի հետ) կամ վերականգնիչ (ΚΝՕ₃-Κ КClO₃-ի հետ միահալելիս)։ Նրա հիդրատը՝ Мп(ОН)₄ գորշագույն նստվածք է, լուծվում է ալկալիներում և ուժեղ թթուներում (ամֆոտեր է)։

Mn(VI) պարունակող մանգանական թթուն՝ H₂MnO₄, գոյություն ունի միայն լուծույթներում, աղերը՝ մանզանատները, ավելի կայուն են (լուծույթներում մուգ կանաչ են)։

$𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖪𝖮𝖧\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Mn (VII) պարունակող միացություններ են գերմանգանական թթուն՝ (НМnO₄), կրա անհիդրիդը՝ Μn₂O₇, և պերմանգանատները։

$\mathrm{𝟥}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖬𝗇𝖮\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$\mathrm{𝟤}𝖪𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\underset{}{\overset{{}^{0}t}{\to }}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟤}𝖬𝗇𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖯𝖻{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖧𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖯𝖻𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖯𝖻\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\to }𝖬𝗇𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Կիրառություն

Մանգանը հիմնականում օգտագործվում է սև մետալուրգիայում. արտադրվող յուրաքանչյուր տոննա պողպատի համար ծախսվում է 8-9 կգ մանգան։ Սովորաբար օգտագործում են ֆեռոմանգանական համաձուլվածքը (70-80 % մանգան), որն ստանում են դոմնային վառարանում։

Քիչ լեգիրացված կառուցվածքային և ռելսային պողպատը պարունակում է 0,9-1,6 %, բարձր լեգիրացվածը (մաշվածադիմացկուն)՝ 15% մանգան։ ԽՍՀՄ-ում արտադրվում է նիկել չպարունակող, չժանգոտվող պողպատ (15% Μn և 14% Cr)։

Մեխանիկական և քիմիական կայունությամբ աչքի են ընկնում մանգանի համաձուլվածքները պղնձի հետ։ Մանգանի, ալյումինի, մագնեզիումի համաձուլվածքների մըշտական բաղադրիչն է։ Մանգանի միացություններն օգտագործվում են ապակու, խեցեղենի, ներկարարական, տպագրական արդյունաբերություններում, գալվանական էլեմենտներ պատրաստելու համար, գյուղատնտեսության և բժշկության մեջ։

Մանգան հանքաքար	Հանքանյութում	Մանգանի պարունակությունը երկաթի մեջ		Միներալ

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ

Արտաքին հղումներ

• Մանգանը Webelements-ում
• Մանգանը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում
• Մանգանի հանքավայրեր Կաղապար:Webarchive
• National Pollutant Inventory – Manganese and compounds Fact Sheet
• International Manganese Institute
• NIOSH Manganese Topic Page
• Manganese at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)