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.
| 1913 | 1940 | 1950 | 1960 | 1970 | 1972 |
| 1245т | 2557т | 3377т | 5872т | 6841т | 7819т |
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.