Реферат: Ма рганец
· 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