MANGAN chemická značka Mn (lat. Manganum)

Prezentace na téma: "MANGAN chemická značka Mn (lat. Manganum)"— Transkript prezentace:

1 MANGAN chemická značka Mn (lat. Manganum)
relativní atomová hmotnost je 54, (41) amu protonové číslo 25 elektronová konfigurace [Ar] 3d5 4s2 elektronegativita 1,48 skupenství pevné počet přírodních izotopů 1 teplota tání 1246 °C, (1519 K) teplota varu 2061 °C, (2334 K) Diana Hnátková, 2.A

2

3 Základní chemické a fyzikální vlastnosti
kovový, křehký a značně tvrdý prvek světle šedé barvy patří mezi přechodné prvky, které mají valenční elektrony v d-slupce ve třech stabilních modifikacích α-mangan > stabilní za obyčejné teploty β-mangan > stabilní v rozmezí 742 °C až 1070 °C γ-mangan > stabilní v rozmezí 1070 °C až 1160 °C s rostoucím oxidačním číslem klesá zásaditost a stoupá kyselost ve sloučeninách se vyskytuje především v řadě od Mn+1 po Mn+7 nejstálejší jsou však sloučeniny manganu Mn+2, Mn+4 a Mn+7 snadno lze získat i sloučeniny s oxidačním číslem Mn+3, Mn+5 i Mn+6 v koncentrované H2SO4 se rozpouští za vzniku SO2 v HNO3 se podle její koncentrace rozpouští buď za vzniku NO nebo NO2 chemicky je podobný železu - jeho odolnost vůči korozi je nízká za normálních teplot je málo reaktivní, ale za vyšší teploty se slučuje s mnoha prvky - fosfor, halogeny, dusík, síra, uhlík, křemík atd. jemně rozetřený práškový mangan je samozápalný na vzduchu

4 Mangan se svými vlastnostmi podobá prvkům a sloučeninám sedmé hlavní podskupiny - HALOGENŮM - zejména pak chloru ve svém nejvyšším oxidačním čísle - chloristany se velmi podobají manganistanům.

5 Kov stojící vlevo - před vodíkem je schopen vodík
Beketova řada napětí kovů Kov stojící vlevo - před vodíkem je schopen vodík (v kladném oxidačním stavu) zredukovat (např. z kyselin) a sám se oxiduje. Kovy stojící velmi daleko před vodíkem ho zredukují i z vody   Kov (v kladném oxidačním stavu) stojící vpravo - za vodíkem je schopen vodík zoxidovat a sám se redukuje. Mangan je také schopný rozkládat vodu a uvolňovat z ní vodík.

6 Výskyt manganu v zemské kůře průměrný obsah manganu odpovídá 0,1% a ve výskytu na Zemi se řadí na 12. místo (je po železe a titanu 3. nejrozšířenější kov na Zemi) 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) rhodochrozit neboli dialogit MnCO3 roční těžba manganových rud je přibližně 10 milionů tun a z toho se vytěží 3,4 mil. tun v Rusku, 2,1 mil. tun JAR, 1 mil. tun v Gabonu a Brazílii, 0,58 mil. tun v Austrálii a 0,5 mil. tun v Číně v České republice se rudy manganu vyskytují v Krušných horách zajímavé objekty jsou manganové konkrece = kulovité útvary, které se hojně vyskytují na některých místech oceánského dna, kde jich je více než 1012 tun Tyto konkrece obsahují 15-30 % manganu, Fe a v menší míře Ni, Cu a Co Rudy, které se používají k průmyslovému získávání kovů musí obsahovat nejméně 35%, z čehož vyplývá, že tyto rudy nejsou ekonomicky nejvhodnější

7 Manganová ruda – manganit MnO(OH) pyroluzit (burel) MnO2 braunit Mn2O3

8 Získávání manganu základem výroby manganu je redukce uhlíkem (koksem) ve vysoké peci: Mn3O4 + 4 C → 3 Mn + 4 CO protože je neekonomické oddělovat v rudě pouze složky s manganem, vzniká tímto postupem slitina Fe a Mn – ferromangan (manganu kolem 70 – 90%) tato slitina je naprosto vyhovující pro další hutní zpracování při legování ocelí, protože v nich je železo přítomno jako hlavní složka mangan se získavá aluminotermicky redukcí kovovým hliníkem při výrobě se vychází z burelu, ale ten by s Al reagoval příliš prudce, a proto se musí nejprve převést na Mn3O4, který reguje klidněji. reakce Mn3O4 s hliníkem probíhá podle rovnice: 3 Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn zvláště čistý mangan se získává elektrolýzou roztoku síranu manganatého

9 Anorganické sloučeniny manganu
Z mnoha sloučenin manganu jsou nejvýznamnější sloučeniny v mocenství Mn+2, Mn+4 a Mn+7. Většina sloučenin manganu je jen minimálně toxická a téměř všechny jsou barevné. Chlorid manganatý Síran manganatý Oxid manganičitý Sloučeniny manganaté Mn2+ jsou jak v bezvodém stavu tak i v roztoku narůžovělé v neutrálních roztocích při delším stání nejsou manganaté soli úplně stálé, ale oxidují se na soli manganité a oxid manganičitý Sloučeniny manganičité Mn4 největší praktický význam má burel, který je velmi stabilní manganičité soli jsou velmi málo stabilní známy pouze jako komplexní sloučeniny

10 Sloučeniny manganisté Mn7+
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. Kyselina manganistá HMnO4 je látka známá pouze v roztoku, ve kterém má fialovou barvu. Je to velmi silná kyselina podobná kyselině chloristé. Manganistan amonný NH4MnO4, fialová, ve vodě dobře rozpustná, explozivní látka. Manganistan draselný KMnO4- hypermangan je fialová látka, která se velmi dobře rozpouští ve vodě. V analytické chemii jsou roztoky KMnO4 jedním ze základních oxidačních činidel. Reakce manganistanu draselného se síranem železnatým v prostředí kyseliny sírové:

11 Krystalický manganistan draselný

12 Komplexní sloučeniny manganu
Oxidační stav IV (d3) je nejvyšším oxidačním stavem manganu, ve kt. je schopen tvořit komplexy jejich počet je však malý - známé jsou tzv. acidomanganičitany [MnX6]2- a [MnX5]-, kde X= F, Cl, IO3 a CN Oxidační stav III (d4) komplexy s manganem s oxidačním číslem III mají ve vodném roztoku silné oxidační vlastnosti Oxidační stav II (d5) v tomto oxidačním stavu tvoří mangan nejvíce komplexů stálost MnII vůči oxidaci i redukci je dána vlivem symetrické konfigurace d5 nejtypičtější je světle růžový hexaaqua-manganatý kation [Mn(H2O)6]2+ Mangan je schopen vytvářet komplexy i s nižšími oxidačními čísly než MnII a MnIII. Komplexy (sice spíše organické) vytváří mangan i se zápornými oxidačními čísly.

13 Využití manganu asi 95% světové produkce manganu se spotřebuje při výrobě oceli, manganového bronzu a slitin hliníku zbytek ve sklářském a keramickém průmyslu a výrobě chemikálií manganistan draselný je látka se silnými oxidačními vlastnostmi roztoky KMnO4 používány k dezinfekci potravin, např. masa,syrové zeleniny oxidačních vlastností manganistanu se využívá také v pyrotechnice síran manganatý a chlorid manganatý se používají v barvířství, v tisku tkanin mangan patří mezi stopové prvky obsažené v našem organizmu, kde hraje významnou roli v řadě fyziologických pochodů (např. metabolismus cukrů, jeho nedostatek může zvyšovat riziko onemocnění cukrovkou)