Марганец расположен в 7 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Марганец – d-элемент. Валентные электроны атома марганца имеют электронную конфигурацию 3d54s2. Mn - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. В соединениях марганец проявляет степени окисления +2, +3, +4, +5, +6, +7 Характерные степени окисления +2(MnO), +4(MnO2), +7(Mn2O7), в меньшей мере +6(MnO3). Соединения марганца (II) проявляют преимущественно основные свойства, марганца (IV) – амфотерные, соединения марганца (VI) и (VII) – кислотные.
марганец – довольно распространенный элемент, в свободном состоянии не встречается, образует большое количество собственных минералов, содержится в океанической воде.
марганец – серебристо-белый металл, кристаллизуется в нескольких полиморфных модификациях. При нормальных условиях марганец твердый и хрупкий, проводит электрический ток. Очень чистый марганец можно прокатывать и штамповать. На воздухе марганец покрыт прочной оксидной пленкой. Температура плавления=1245 градС.
Из соединений наиболее часто встречается пиролюзит, представляющий собой диоксид марганца. Большое значение имеют минералы гаусманит (Mn3O4) и браунит(Mn2O3).Среднее содержание Марганец в земной коре 0,1%, в большинстве изверженных пород 0,06-0,2% по массе, где он находится в рассеянном состоянии в форме Мn2+ (аналог Fe2+).
Химически Марганец достаточно активен, при нагревании энергично взаимодействует с неметаллами - кислородом (образуется смесь оксидов Марганца разной валентности), азотом, серой, углеродом, фосфором и другими. При комнатной температуре Марганец на воздухе не изменяется: очень медленно реагирует с водой. В кислотах (соляной, разбавленной серной) легко растворяется, образуя соли двухвалентного Марганца. При нагревании в вакууме Марганец легко испаряется даже из сплавов.
Наиболее чистый Марганец получают в промышленности по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (1939) электролизом водных растворов с добавкой (NH4)2SO4 при рН = 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 необходимо, переплавляют. Галогенным процессом, например, хлорированием руды Мn, и восстановлением галогенидов получают Марганец с суммой примесей около 0,1%. Менее чистый Марганец получают алюминотермией по реакции:
3Mn3O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2O3
а также электротермией.
Применение Марганца. Основной потребитель Марганец - черная металлургия.
Марганец используется также в сплавах на нежелезной основе. Сплавы меди с Марганцем применяют для изготовления турбинных лопаток; марганцовые бронзы - при производстве пропеллеров и других деталей, где необходимо сочетание прочности и коррозионной устойчивости. Почти все промышленные алюминиевые сплавы и магниевые сплавы содержат Марганец. Разработаны деформируемые сплавы на основе Марганца, легированные медью, никелем и других элементами. Гальваническое покрытие Марганца применяется для защиты металлических изделий от коррозии.
Соединения Марганца применяют и при изготовлении гальванических элементов; в производстве стекла и в керамической промышленности; в красильной и полиграфической промышленности, в сельском хозяйстве и т. д.
В медицине некоторые соли Марганца (например, KMnO4) применяют как дезинфицирующие средства.
