Слайд 2ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Минералы Марганца известны издавна. Древнеримский натуралист Плиний упоминает о чёрном
камне, который использовали для обесцвечивания жидкой стеклянной массы; речь шла о минерале пиролюзите MnO2. В Грузии пиролюзит с древнейших времён служил присадочным материалом при получении железа. Долгое время пиролюзит называли чёрной магнезией и считали разновидностью магнитного железняка. В 1774 году К.Шелле доказал, что это соединение неизвестного металла, а другой шведский учёный Ю.Гаи, сильно нагревая смесь пиролюзита с углём, получил Марганец загрязнённый углеродом. Название Марганец традиционно происходит от немецкого Marganerz - марганцевая руда.
Слайд 3Марганец - серебристо-белый твёрдый хрупкий металл. Известны четыре кристаллические модификации марганца,
каждая из которых термодинамически устойчива в определённом интервале температур.
Слайд 4ПРИМЕНЕНИЕ МАРГАНЦА
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 сплав 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.
Слайд 5ПОЛУЧЕНИЕ МАРГАНЦА
Чистый марганец может быть получен электролизом растворов его солей. Однако,
поскольку 90% всей добычи марганца потребляется при изготовлении различных сплавов на основе железа, из руд обычно выплавляют прямо его высокопроцентный сплав с железом – ферромарганец.
Слайд 6
МЕЛКОДИСПЕРСНЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ МАРГАНЕЦ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ СУЛЬФАТА
Слайд 8ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАРГАНЦА
Характерные степени окисления марганца: 0, +2, +3, +4, +6,
+7.
При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде:
Mn + O2 → MnO2.
Марганец при нагревании взаимодействует с водой:
Mn + 2H2O →Mn(OH)2 + H2↑, образующийся гидроксид марганца замедляет реакцию.
Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.
Углерод реагирует с расплавленным марганцем, образуя карбиды Mn3C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды.
Слайд 9ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМИ:
C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:
С концентрированной серной кислотой реакция идёт
по уравнению:
С разбавленной азотной кислотой реакция идёт по уравнению:
Слайд 10ОКСИДЫ МАРГАНЦА:
Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3 (не выделен в
свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn2O7.
Mn2O7 в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного цвета, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C разлагается со взрывом.
Наиболее устойчивы оксиды Mn2O3 и MnO2, а также комбинированный оксид Mn3O4 (2MnO·MnO2).
Слайд 11ОКСИД МАРГАНЦА(VI):
При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит) со щелочами в присутствии
кислорода образуются манганаты:
используется для получения хлора:
Слайд 12СОЕДИНЕНИЯ MN7+
Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать
более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли (перманганаты) — сильные окислители. Например, пеманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления.
При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия):
Слайд 13ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА ХАРАКТЕР ПРОТЕКАНИЯ ОВР С УЧАСТИЕМ MN:
В КИСЛОЙ,
НЕЙТРАЛЬНОЙ ИЛИ ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ ИОН MN7+ ВОССТАНАВЛИВАЕТСЯ ДО РАЗЛИЧНЫХ С.О.
Слайд 14РЕШАЕМ ОВР:
Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:
KMnO4 + NН3 MnO2 +
N2 + … + … .
Определите окислитель и восстановитель.
Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:
KNO2+ … + H2O → MnO2 + … + KOH.
Определите окислитель и восстановитель.
Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции
Na2SO3 + … + KOH → K2MnO4 + … + H2O
Определите окислитель и восстановитель.
Слайд 15СОЕДИНЕНИЯ МАРГАНЦА В БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Марганец весьма интересен в биохимическом отношении. Точные
анализы показывают, что он имеется в организмах всех растений и животных. Содержание его обычно не превышает тысячных долей процента, но иногда бывает значительно выше.
Марганец принадлежит к числу немногих элементов, способных существовать в восьми различных состояниях окисления. Однако в биологических системах реализуются только два из этих состояний: Mn (II) и Mn (III).