Mangan Nikola Palinková 4.B. 20.4.2012

Mangan

Mangan se nachází v VII. B Mangan se nachází v VII.B. skupině, je to přechodný prvek s elektronovou konfigurací [Ar] 3d5 4s2 . Dosahuje oxidačních čísel Mn-3, Mn-2, Mn-, Mn0, Mn+, Mn2+, Mn3+, Mn4+, Mn 5+ Mn6+,  Mn7+ . Jeho atomová hmotnost je 54,9380454(41) amu. Vyskutuje se v pevném skupenství. Jeho teplota tání je 1246 °C, (1519 K), Teplota varu je 2061 °C, (2334 K) Hodnota elektronegativity je 1,54. Tvrdost má mangan 6,1.

Mangan je prvkem s poměrně značným zastoupením na Zemi i ve vesmíru Mangan je prvkem s poměrně značným zastoupením na Zemi i ve vesmíru. Ve výskytu na Zemi se řadí na dvanácté místo. Mangan je po železe a titanu třetí nejrozšířenější kov na Zemi. V mořské vodě se jeho koncentrace pohybuje na úrovni 2 mikrogramů v jednom litru. V přírodě se mangan vyskytuje prakticky vždy současně s rudami železa. Hlavním minerálem manganu je pyroluzit (burel) MnO2, další významnější nerosty jsou hausmannit Mn3O4, braunit Mn2O3, manganit MnO(OH) a rhodochrozit neboli dialogit MnCO3.

Pyrolusit – Burel MnO2 Manganit MnO(OH)

Základní chemicko-fyzikální vlastnosti Kovový, křehký a značně tvrdý prvek světle šedé barvy. Patří mezi přechodné prvky, které mají valenční elektrony v d-sféře. Ve zředěných kyselinách se rozpouští za vzniku vodíku.V koncentrované H2SO4 vzniká oxid siřičitý. Mangan se vyskytuje ve třech stabilních modifikacích (α-mangan, β-mangan a γ-mangan), které se mění v závislosti na teplotě. První dvě modifikace jsou křehké a tvrdé a vznikají při aluminotermické výrobě manganu a třetí vzniká při elektrolytickém vylučování manganu a je měkká a tažná. S rostoucím oxidačním číslem klesá zásaditost prvku. Mangan se v některých svých vlastnostech i sloučeninách velmi podobá prvkům a sloučeninám sedmé hlavní podskupiny – halogenům – zejména pak chloru ve svém nejvyšším oxidačním čísle – chloristany se velmi podobají manganistanům.

Výroba manganu 3 Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn . Redukcí Mn3O4 a aluminotermicky  3 Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn . Většinou se však vyrábí ve formě ferromanganu (50% Fe a 50% Mn) nebo zrcadloviny (75% Fe, 25% Mn a 5% C). Tyto látky vznikají zahříváním oxidů železa a manganu s uhlíkem ve vysoké peci.

Sloučeniny manganaté Bezvodé jsou bílé, hydratované růžové. Mn2+ Chlorid manganatý MnCl2 je v bezvodém stavu narůžovělá krystalická látka. Fluorid manganatý MnF2 je narůžovělá, ve vodě málo rozpustná, krystalická látka. Tvoří podvojné a komplexní soli. Připravuje s rozpouštěním uhličitanu manganatého v kyselině fluorovodíkové. MnCl2 x 4 H2O látka rozpustná ve vodě, vzniká zahřívaáním burelu s HCl. MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

MnSO4 x 7 H2O vzniká rozpouštěním MnO2 v H2SO4 2 MnO2 + 2 H2SO4 → 2 MnSO4 + O2 + 2 H2O Chlorid manganatý MnSO4

Sloučeniny manganité Ve vodě manganité sloučeniny disproporcují. 2 Mn3+ + 2 H2O → Mn 2+ + MnO3 + 4 H+ Oxid manganitý Mn2O3 je černý amorfní prášek, nerozpustný ve vodě. V přírodě se vyskytuje jako nerost braunit. Manganová hněď je hydratovaný oxid manganitý Mn2O3. nH2O, má černohnědou barvu a je nerozpustný ve vodě. Připravuje se přidáváním chlorového vápna a vápenaté vody k roztokům chloridu manganatého.

Sloučeniny manganičité MnO2 - Burel Burel je černý prášek, je silným oxidačním činidlem. Používá se jako katalyzátor, do galvanických článků a k barvení skla na fialovo.

Manganany Sloučeniny manganové Mn 6+ Manganové sloučeniny nejsou příliš stabilní a mají snahu se oxidovat na manganisté sloučeniny, stejně tak jako manganany, které mají v roztoku sytě zelenou barvu a okamžitě se vodou štěpí na manganistan a oxid manganičitý. Jsou to tedy silná redukční činidla.

Sloučeniny manganisté V běžném životě se nejčastěji setkáme se sloučeninami sedmimocného manganu – manganistany. Manganistany se připravují oxidací mangananů. Oxid manganistý Mn2O7 je těžký olej, tmavý se zelenožlutým leskem. Při zahřívání vybuchuje a rozkládá se oxid manganičitý a kyslík. Ve vodě se rozpouští za vzniku kyseliny manganisté. Připravuje se dehydratací manganistanu draselného koncentrovanou  kyselinou sírovou. Manganistan draselný

Manganistan draselný = Hypermangan Tvoří fialové krystalky ve vodě dobře rozpustné na fialový roztok. Příprava: V první fázi získáme manganan, z kterého elektrolýzou získáme KMnO4. Vlastnosti: Silné oxidační schopnosti, používá se v analytické chemii v manganometrii. V kyselém prostředí se redukuje. Vodný roztok KMnO4

Důležité reakce KMnO4 Seberedukce v kyselém prostředí: MnO4- + 8 H- + 5e- → Mn2+ + 4 H2O KMnO4 reaguje v kyselém prostředí: 5 Fe 2+ + MnO4- + 8H + → 5 Fe 3+ + Mn2+ + 4 H2O 2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 +5 Cl2+ 2KCl +8H2O 2 MnO4 - + 5 H2O2 + 6H+ →2 Mn2+ + 5 O2 + 8H2O KMno4 reaguje v neutrálním prostředí: MnO4 - + 2 H2O + 3 e- → MnO2 + 4 OH

Zajímavost ! Účinky manganu Mangan je možná nejznámější svým vlivem na diabetes. Například u kojících žen se předpokládá, že jejich nedostatek manganu bude mít v budoucnu za příčinu možné onemocnění potomka diabetem. Tato skutečnost je doložena také zjištěním, že diabetici mají výrazně sníženou hladinu manganu. Mangan má však i celou řadu dalších uplatnění. Účastní se mnoha fyziologických pochodů spojených s metabolismem i s antioxidačními ději. Podporuje tvorbu glykoproteinů buněčných stěn, reguluje obranyschopnost organismu a podporuje také normální vývoj chrupavky a kostí, stejně jako vápník a hořčík. Stejně důležitý vliv má mangan i na celý kardiovaskulární systém. Zabraňuje totiž ukládání cholesterolu na cévních stěnách a omezuje tak vznik kardiovaskulárních chorob. Výborný vliv má mangan také na imunitu organismu, jelikož se významně podílí na tvorbě základní protilátky – interferonu, která má schopnost izolovat a likvidovat některé retroviry, podporující degeneraci buněk.

Zdroje: Znalosti studenta GVP Učebnice anorganické chemie http://www.prvky.com/25.html http://galenus.cz/mineraly-mangan.php http://doplnky.vitalion.cz/mangan/ http://cs.wikipedia.org/wiki/Mangan http://www.geofond.cz/dokumenty/nersur_rocenky/rocenkanerudy99/html/mangan.htm