Реферат: Марганец и его соединения

Сильные окислители переводят марганец шестивалентный в семивалентный.

2K₂ MnO ₄ +Cl2 ₂ 2KMnO ₄ +2KCl

Соединения семивалентного марганца.

В семивалентном состоянии марганец проявляет только окислительные свойства. Среди применяемых в лабораторной практике и в промышленности окислителей широко применяется перманганат калия KMnO ₂ , в быту называемый марганцовкой. Перманганат калия представляет собой кристаллы чёрно-фиолетового цвета. Водные растворы окрашены в фиолетовый цвет, характерный для иона MnO₄ ^- .

Перманганаты являются солями марганцевой кислоты, которая устойчива только в разбавленных растворах (до 20%). Эти растворы могут быть получены действием сильных окислителей на соединения марганца двухвалентного:

2Mn(NO ₃ ) ₂ +PbO ₂ +6HNO ₃ 2HMnO ₄ +5Pb(NO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O

При концентрации HMnO₄ выше 20% происходит разложение её по уравнению:

4HMnO ₄ 4MnO+3O ₂ +2H ₂ O

Соответствующий марганцевой кислоте марганцевый ангидрид, или оксид марганца (VII) , Mn ₂ O ₇ может быть получен путем воздействия концентрированной серной кислоты на перманганат калия. Этот оксид является ещё более сильным окислителем, чем HMnO ₄ и KMnO ₄ . Органические соединения при с Mn ₂ O ₂ самовоспламеняются. При растворении Mn ₂ O ₂ в воде образуется марганцевая кислота. Из-за неустойчивости и крайне высокой реакционной способности Mn ₂ O ₂ не применяют, а вместо него используют твердые перманганаты.

В зависимости от среды перманганат калия может восстанавливаться до различных соединений.

При нагревании сухого перманганата калия до температуры выше 200 ^О С он разлагается.

2KMnO₄ K₂ MnO₄ + MnO₂ + O₂

Этой реакцией в лаборатории иногда пользуются для получения кислорода.

Получение.

Наиболее чистый марганец получают в промышленности, по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (1939), электролизом водных растворов MnSO₄ с добавкой (NH₄ )₂ SO₄ при pH = 8.0 - 8.5 . Процесс ведут с анодами из свинца и катодами из титанового сплава АТ-3 или нержавеющей стали. Чешуйки марганца снимают с катодов и если надо переплавляют.

Менее чистый марганец получают алюминотермией, а также электротермией.

Добыча марганцевой руды в СССР.

Применение марганца и его соединений.

Марганец в большом количестве применяется в металлургии в процессе получения сталей для удаления из них серы и кислорода. Однако в расплав добавляют не марганец, а справ железа с марганцем - ферромарганец, который получают восстановлением пиролюзита углём. Добавки марганца к сталям повышают их устойчивость к износу и механическим напряжениям. В сплавах цветных металлов марганец увеличивает их прочность и устойчивость к коррозии.

Диоксид марганца используют в качестве катализатора в процессах окисления аммиака, органических реакциях и реакциях разложения неорганических солей. В керамической промышленности MnO₂ используют для окрашивания эмалей и глазурей в черный и тёмно-коричневый цвет. Высокодисперсный MnO₂ обладает хорошей адсорбирующей способностью и применяется для очистки воздуха от вредных примесей.

Перманганат калия применяют для отбеливания льна и шерсти, обесцвечивания технологических растворов, как окислитель органических веществ.

В медицине применяют некоторые соли марганца. Например, перманганат калия применяют как антисептическое средство в виде водного раствора, для промывания ран, полоскания горла, смазывания язв и ожогов. Раствор KMnO₄ применяют и внутрь при некоторых случаях отравления алкалоидами и цианидами. Марганец является одним из активнейших микроэлементов и встречается почти во всех растительных и живых организмах. Он улучшает процессы кроветворения в организмах.

Не стоит забывать, что соединения марганца могут оказывать токсичное действие на организм человека. Предельно допустимая концентрация марганца в воздухе 0.3 мг/м³ . При выраженном отравлении наблюдается поражение нервной системы с характерным синдромом марганцевого парксинсонизма.

Список литературы:

1. Большая советская энциклопедия.

2. Ю.М.Шилов, Ю.И.Смушкевич, П.М.Чукуров, М.И.Тарасенко, "Общая химия", М.,1983г.