Il manganese si trova in tutti i tipi di acciaio e ghisa. La capacità del manganese di produrre leghe con i metalli più conosciuti viene utilizzata per ottenere non solo vari gradi di acciaio al manganese, ma anche un gran numero di leghe non ferrose (manganine). Di questi, le leghe di manganese con rame (bronzo manganese) sono particolarmente notevoli. Come l'acciaio, può essere temprato e allo stesso tempo magnetizzato, sebbene né il manganese né il rame mostrino proprietà magnetiche evidenti.
Il manganese sotto forma di ferromanganese viene utilizzato per "disossidare" l'acciaio durante la sua fusione, cioè per rimuovere l'ossigeno da esso. Inoltre, lega lo zolfo, migliorando anche le proprietà degli acciai. L'introduzione nell'acciaio fino al 12-13% di Mn (il cosiddetto Hadfield Steel), a volte in combinazione con altri metalli legati, rafforza fortemente l'acciaio, lo rende duro e resistente all'usura e agli urti (questo acciaio è fortemente temprato e diventa più difficile all'impatto). Tale acciaio viene utilizzato per la fabbricazione di mulini a sfere, macchine movimento terra e frantumatori di pietre, elementi di armature, ecc. Nella "ghisa a specchio" viene introdotto fino al 20% di Mn.
Una lega di 83% Cu, 13% Mn e 4% Ni (manganina) ha un'elevata resistenza elettrica che cambia poco con la temperatura. Pertanto, viene utilizzato per la fabbricazione di reostati, ecc.
Secondo gli standard adottati nel nostro paese, tutti gli elementi in lega di acciaio hanno una propria lettera. Quindi, il grado di acciaio contenente silicio include necessariamente la lettera C, il cromo è indicato dalla lettera X, il nichel è indicato dalla lettera H, il vanadio è indicato dalla lettera F, il tungsteno dalla lettera B, l'alluminio dalla lettera Y, molibdeno dalla lettera M. Al manganese è assegnata la lettera G. Solo il carbonio non ha una lettera e per la maggior parte degli acciai i numeri all'inizio del grado ne indicano il contenuto, espresso in centesimi di percento. Se dietro la lettera non ci sono numeri, significa che l'elemento indicato da questa lettera è contenuto in acciaio in una quantità di circa l'1%. Decifriamo, ad esempio, la composizione dell'acciaio strutturale 30KhGS: gli indici mostrano che contiene lo 0,30% di carbonio, l'1% di cromo, l'1% di manganese e l'1% di silicio.
Il manganese viene solitamente introdotto nell'acciaio insieme ad altri elementi: cromo, silicio, tungsteno. Tuttavia, c'è l'acciaio che, a parte ferro, manganese e carbonio, non contiene nulla. Questo è il cosiddetto acciaio Hadfield. Contiene 1...1,5% di carbonio e 11...15% di manganese. L'acciaio di questo marchio ha una grande resistenza all'usura e durezza. Viene utilizzato per realizzare frantoi che macinano le rocce più dure, parti di escavatori e bulldozer. La durezza di questo acciaio è tale che non può essere lavorato a macchina, parti di esso possono essere solo fuse.
L'uso del manganese per la purificazione del metallo dallo zolfo.
Lo zolfo è un elemento, ovviamente, utile. Ma non per i metallurgisti. Entrando nella ghisa e nell'acciaio, diventa quasi l'impurità più dannosa. Lo zolfo reagisce attivamente con il ferro e il solfuro di FeS abbassa il punto di fusione del metallo. Per questo motivo, durante la laminazione, sul metallo caldo compaiono spazi vuoti e crepe.
Nella produzione metallurgica, la rimozione dello zolfo è affidata agli operai degli altiforni. "Legare", trasformare in un composto fusibile e rimuovere lo zolfo dal metallo è più facile in un'atmosfera riducente. È questa atmosfera che si crea in un altoforno. Ma lo zolfo viene introdotto anche nel metallo durante la fusione in altoforno insieme al coke, che di solito contiene 0,7 ... 2% di zolfo. La ghisa prodotta nel nostro paese non dovrebbe contenere più dello 0,05% di zolfo e negli impianti avanzati questo limite è stato ridotto allo 0,035% o anche meno.
Il manganese viene introdotto nella miniera di scoppio proprio per rimuovere lo zolfo dalla ghisa. L'affinità per lo zolfo nel manganese è maggiore di quella del ferro. L'elemento n. 25 forma con esso un forte solfuro a basso punto di fusione MnS. Lo zolfo legato dal manganese si trasforma in scoria. Questo metodo di pulizia della ghisa dallo zolfo è semplice e affidabile.
La capacità del manganese di legare lo zolfo, così come il suo analogo - l'ossigeno, è ampiamente utilizzata nella produzione di acciaio. Anche nel secolo scorso, i metallurgisti hanno imparato a fondere la ghisa "a specchio" dai minerali di ferro manganese. Questa ghisa, contenente il 5 ... 20% di manganese e il 3,5 ... 5,5% di carbonio, ha una proprietà notevole: se viene aggiunta all'acciaio liquido, dal metallo vengono rimossi ossigeno e zolfo. L'inventore del primo convertitore, G. Bessemer, utilizzò la ghisa a specchio per disossidare e cementare l'acciaio.
Nel 1863, nello stabilimento Fonica di Glasgow, fu organizzata la produzione del ferromanganese, una lega di manganese con ferro. Il contenuto dell'elemento n. 25 in tale lega è del 25 ... 35%. Il ferromanganese si è rivelato un disossidante migliore della ghisa a specchio. L'acciaio, rivestito di ferromanganese, diventa flessibile ed elastico.
Ora viene prodotto ferromanganese contenente il 75...80% di Mn. Questa lega viene fusa in altiforni e forni elettrici ad arco ed è ampiamente utilizzata per la produzione di acciai al manganese, che sono ancora da discutere.
Il manganese viene introdotto nel bronzo e nell'ottone.
Una quantità significativa di biossido di manganese viene consumata nella produzione di cellule galvaniche manganese-zinco, MnO2 viene utilizzato in tali cellule come agente depolarizzante ossidante.
I composti del manganese sono inoltre ampiamente utilizzati sia nella sintesi organica fine (MnO2 e KMnO4 come agenti ossidanti) che nella sintesi organica industriale (componenti di catalizzatori di ossidazione degli idrocarburi, ad esempio, nella produzione di acido tereftalico per ossidazione del p-xilene, ossidazione delle paraffine a acidi grassi superiori).
L'arseniuro di manganese ha un gigantesco effetto magnetocalorico (che aumenta sotto pressione). Il tellururo di manganese è un materiale termoelettrico promettente (termo-emf con 500 μV/K).
Proprietà interessanti hanno una lega chiamata manganina normale, contenente l'11-13% di manganese, il 2,5-3,5% di nichel e l'86% di rame. Caratterizzata da un'elevata resistenza elettrica e da una bassa forza elettromotrice termica accoppiata al rame, questa lega è particolarmente adatta per la produzione di bobine di resistenza. La capacità della manganina di cambiare la resistenza a seconda della pressione a cui si trova la lega viene utilizzata nella produzione di manometri elettrici. Infatti, come misurare la pressione, ad esempio, in 15-25-30 mila atmosfere? Nessun manometro convenzionale può resistere a tale pressione. Il liquido o il gas fuoriescono attraverso le pareti del tubo, non importa quanto siano forti, con la forza di un'esplosione. A volte non è nemmeno possibile trovare microfori attraverso i quali sfondare il contenuto del tubo manometrico. In questi casi, la manganina è indispensabile. Misurando la resistenza elettrica della manganina ad una determinata pressione, è possibile calcolare quest'ultima con qualsiasi grado di accuratezza da un grafico prestabilito della dipendenza della resistenza dalla pressione.
Tra i composti di manganese che hanno trovato applicazione nella pratica umana, va segnalato il biossido di manganese e il permanganato di potassio (permanganato di potassio), il più noto, soprattutto tra i medici, con il nome di "permanganato di potassio". Il biossido di manganese viene utilizzato nelle celle galvaniche del tipo Leclanchet, nella produzione di cloro, nella preparazione di miscele catalitiche (hopcalite nelle maschere antigas). Il permanganato di potassio è ampiamente usato in medicina come antisettico per lavare le ferite, lubrificare ustioni, ecc., Per lavare lo stomaco in caso di avvelenamento con fosforo, alcaloidi, sali di acido cianidrico. Il permanganato di potassio è anche ampiamente utilizzato in chimica per studi analitici, ottenendo cloro, ossigeno, ecc.
Tuttavia, il manganese migliora le proprietà non solo del ferro. Pertanto, le leghe manganese-rame hanno un'elevata resistenza e resistenza alla corrosione. Le pale delle turbine sono realizzate con queste leghe e le eliche degli aerei e altre parti di aeromobili sono realizzate con bronzi al manganese.
L'uso di biossido di manganese e permanganato di potassio
Il biossido di manganese viene utilizzato come catalizzatore nei processi di ossidazione dell'ammoniaca, nelle reazioni organiche e nelle reazioni di decomposizione dei sali inorganici. Nell'industria della ceramica, l'MnO2 viene utilizzato per colorare smalti e smalti neri e testa di moro. L'MnO2 altamente disperso ha una buona capacità adsorbente e viene utilizzato per purificare l'aria dalle impurità nocive.
Il permanganato di potassio viene utilizzato per il candeggio di lino e lana, per il candeggio di soluzioni tecnologiche, come agente ossidante per sostanze organiche.
Alcuni sali di manganese sono usati in medicina. Ad esempio, il permanganato di potassio è usato come antisettico sotto forma di soluzione acquosa, per lavare le ferite, fare gargarismi, lubrificare ulcere e ustioni. Una soluzione di KMnO4 viene utilizzata anche per via orale in alcuni casi di avvelenamento con alcaloidi e cianuri. Il manganese è uno degli oligoelementi più attivi e si trova in quasi tutti gli organismi vegetali e viventi. Migliora i processi di emopoiesi negli organismi.
I fertilizzanti al manganese sono scorie di manganese contenenti fino al 15% di manganese e solfato di manganese. Ma il più utilizzato è il superfosfato di manganese contenente circa il 2-3% di manganese.
I microfertilizzanti vengono utilizzati anche sotto forma di medicazioni fogliari, spruzzando piante con una soluzione appropriata o immergendo i semi prima della semina.
I composti di manganese utilizzati in molte industrie possono avere un effetto tossico sul corpo. Entrando nel corpo principalmente attraverso le vie respiratorie, il manganese si accumula negli organi parenchimali (fegato, milza), nelle ossa e nei muscoli ed è escreto lentamente nel corso di molti anni. La concentrazione massima consentita di composti di manganese nell'aria è 0,3 mg/m3. Con un grave avvelenamento, si osserva un danno al sistema nervoso con una sindrome caratteristica del parkinsonismo da manganese. Trattamento: terapia vitaminica, anticolinergici e altri. Prevenzione: osservanza delle norme di salute sul lavoro.
I prezzi del manganese metallico in lingotti con una purezza del 95% nel 2006 erano in media di $ 2,5 per kg. Nel 2010, un chilogrammo di metallo costava $ 4-4,5
Nella struttura generale del consumo di manganese, oltre il 90% di esso viene utilizzato nella metallurgia ferrosa per la produzione dell'acciaio sotto forma di varie ferroleghe di manganese, nonché sotto forma di manganese metallico di purezza tecnica (96-99% Mn). Il consumo medio di manganese nella metallurgia ferrosa è di 7-9 kg per 1 tonnellata di acciaio. Un'ampia varietà di gradi e leghe di acciaio richiede la produzione di manganese e ferroleghe di manganese di un'ampia gamma. Lo standard per il manganese metallico e le leghe di manganese si basa sul contenuto di carbonio, mentre le leghe a basso contenuto di carbonio hanno anche un basso contenuto di fosforo. Lo standard silicomanganese si basa sul contenuto di silicio e le leghe più ricche di silicio sono caratterizzate da un contenuto di carbonio e fosforo inferiore. Il contenuto di fosforo e zolfo nel ferromanganese è strettamente limitato. Le leghe di manganese più comuni sono le seguenti:
Ferromanganese:
carbonio ferromanganese FMn75 e FMn78 (i numeri nel marchio indicano la percentuale di manganese) contiene > 70% Mn e< 7% С;
ferromanganese a medio carbonio FMn1.0, FMn1.5 e FMn2.0 (i numeri nel grado indicano la percentuale di carbonio) contiene > 85% Mn e, di conseguenza,< 1,0; 1,5 и 2,0 %С;
ferromanganese a basso tenore di carbonio FMn 0,5 (> 85% Mn,< 0,5 %С).
Gradi silicomanganese SMn10, SMn14, SMn17, SMn20 e SMn26 (i numeri indicano il contenuto di silicio in percentuale), il contenuto di manganese nel silicomanganese di grado duro è > 60%.
Manganese metallico - contiene 95,0 - 99,85% Mn e 0,04 - 0,20% C. Contenuto di fosforo< 0,01 % для Мр00 и Мр0 и 0,07 % для остальных марок. Выплавляется следующие марки металлического марганца:
Elettrotermico Mr2, Mr1, Mr1C;
Elettrolitico Mr0, Mr00.
Manganese metallico nitrurato contenente 2-6% di azoto.
Il ferromanganese viene utilizzato per la disossidazione dell'acciaio bollente e calmo di quasi tutti i gradi, nonché per la lega di alcuni gradi di acciaio speciale. Per la disossidazione dell'acciaio bollente viene utilizzato ferromanganese al carbonio con un contenuto di silicio normale o ridotto, per la disossidazione dell'acciaio calmo viene utilizzato ferromanganese al carbonio o silicomanganese. L'acciaio speciale è legato con carbonio o ferromanganese a basso tenore di carbonio o manganese metallico.
In medicina, alcuni sali di manganese (ad esempio KMnO4) sono usati come disinfettanti.
Appartiene al VII gruppo. Situato nel quarto periodo tra cromo e ferro. Ha il 25° numero atomico. Formula di manganese 3d 5 4s 2 .
Fu aperto nel 1774. atomo di manganese pesa 54.938045. Contiene l'isotopo 55Mn e naturale manganeseè costituito interamente da esso. Il grado di ossidazione del metallo varia da 2 a 7. L'elettronegatività di Mn è 1,55. materiale di transizione.
Connessioni manganese 2 formano ossido e biossido. Visualizza le proprietà di base di un elemento. Formazioni di manganese 3 e manganese 4 hanno proprietà anfotere. Nelle combinazioni di metalli 6 e 7, le proprietà sono in testa manganese acido. L'elemento numero 25 forma numerosi tipi di sali e vari composti binari.
Il manganese viene estratto ovunque sia in Russia che nei paesi vicini. In Ucraina c'è uno speciale Manganese - città situato su numerose formazioni di minerale di manganese.
Descrizione e proprietà del manganese
Colore bianco argenteo con una leggera sfumatura grigia manganese. Composto L'elemento ha una miscela di carbonio, che gli conferisce un colore bianco argenteo. Supera il ferro in durezza e fragilità. Sotto forma di piccoli abrasivi piroforici.
Quando si interagisce con l'aria, ossidazione del manganese. È ricoperto da un film di ossido che lo protegge dalle successive reazioni ossidative.
Si dissolve in acqua, assorbe completamente l'idrogeno senza reagire con esso. Quando riscaldato, brucia in ossigeno. Reagisce attivamente con cloro e zolfo. Quando interagisce con agenti ossidanti acidi, si forma sali di manganese.
Densità - 7200 kg / m3, t di fusione - 1247 ° C, t di ebollizione - 2150 ° C. Capacità termica specifica - 0,478 kJ. Ha conducibilità elettrica. Il contatto con cloro, bromo e iodio forma dialogenuri.
Ad alte temperature interagisce con azoto, fosforo, silicio e boro. Reagisce lentamente con l'acqua fredda. Nel processo di riscaldamento, la reattività dell'elemento aumenta. All'uscita si formano Mn(OH)2 e idrogeno. Quando il manganese si combina con l'ossigeno, si forma ossido di manganese. Ci sono sette gruppi:
Ossido di manganese (II). Monossido. Non interagisce con l'acqua. Si ossida facilmente, forma una crosta friabile. Se riscaldato con idrogeno e metalli del gruppo attivo, viene ridotto a manganese. Ha il colore verde e grigio-verde dei cristalli. Semiconduttore.
Ossido di manganese (II, III). Cristalli marrone-nero di Mn3O4. Paramagnetico. Si presenta naturalmente come il minerale hausmanite.
Ossido di manganese (II, IV). Composto inorganico Mn5O8. Può essere considerato come ortomanganite di manganese. Non si dissolve in H 2 O.
Ossido di manganese (III) Cristalli marrone-nero Mn2O3. Non reagire con l'acqua. Si trova nell'ambiente naturale nei minerali brownite, kurnakite e bixbyite.
Ossido di manganese (IV) o biossido di manganese MnO2. Polvere marrone scuro insolubile in acqua. Formazione stabile di manganese. Contenuto nel minerale pirolusite. Assorbe cloro e sali di metalli pesanti.
Ossido di manganese (VI). Elemento amorfo rosso scuro. Reagisce con l'acqua. Si decompone completamente quando riscaldato. Le reazioni alcaline formano depositi di sale.
Ossido di manganese (VII). Liquido oleoso bruno-verdastro Mn2O7. Forte ossidante. Al contatto con miscele combustibili, le accende istantaneamente. Può esplodere per uno shock, un lampo di luce acuto e luminoso, interazione con componenti organici. Quando interagisce con H 2 O, forma acido permanganico.
I sali di manganese sono catalizzatori per processi ossidativi che coinvolgono l'ossigeno. Sono usati negli essiccanti. L'olio di lino con l'aggiunta di un tale essiccante è chiamato olio essiccante.
Applicazione del manganese
Mn è ampiamente usato nella metallurgia ferrosa. Aggiungi lega ferro manganese(ferromanganese). La proporzione di manganese è 70-80%, carbonio 0,5-7%, il resto è ferro e impurità. L'elemento n. 25 nella produzione dell'acciaio combina ossigeno e zolfo.
Si usano miscele cromo - manganese, -manganese, silicio-manganese. Non esiste un sostituto alternativo del manganese nella produzione di acciaio.
L'elemento chimico svolge molte funzioni, tra cui la raffinazione e la disossidazione dell'acciaio. Tecnologia ampiamente utilizzata zinco manganese. La solubilità dello Zn nel magnesio è del 2% e la resistenza dell'acciaio, in questo caso, aumenta fino al 40%.
In una miniera esplosiva, il manganese rimuove i depositi di zolfo dalla ghisa. La tecnica utilizza leghe ternarie di manganina, che include rame manganese e nichel. Il materiale è caratterizzato da un'elevata resistenza elettrica, che non è influenzata dalla temperatura, ma dalla forza di pressione.
Usato per fare manometri. Il vero valore per l'industria è la lega di rame - manganese. Contenuto il manganese è il 70%, il rame il 30%. Viene utilizzato per ridurre il rumore industriale dannoso. Nella produzione di pacchetti esplosivi per eventi festivi viene utilizzata una miscela che include elementi come magnesio manganese. Il magnesio è ampiamente utilizzato nella costruzione di aerei.
Alcuni tipi di sali di manganese, come KMnO4, si sono fatti strada nell'industria medica. Il permanganato di potassio si riferisce ai sali dell'acido permanganico. Sembra viola scuro. Si dissolve nell'ambiente acquatico, colorandolo di viola.
È un forte agente ossidante. Antisettico, ha proprietà antimicrobiche. manganese in acqua facilmente ossidabile, formando un ossido di manganese bruno scarsamente solubile.
A contatto con le proteine dei tessuti, forma composti con spiccate proprietà astringenti. Ad alte concentrazioni soluzione di manganese ha un effetto irritante e cauterizzante.
manganese di potassio usato per curare alcune malattie e per il primo soccorso, e una bottiglia di cristalli di permanganato di potassio è in ogni kit di pronto soccorso.
Il manganese è benefico per la salute umana. Partecipa alla formazione e allo sviluppo delle cellule del sistema nervoso centrale. Favorisce l'assorbimento della vitamina B1 e del ferro. Regola la glicemia. Coinvolto nella costruzione del tessuto osseo.
Partecipa alla formazione degli acidi grassi. Migliora le capacità di riflesso, la memoria, rimuove la tensione nervosa, l'irritabilità. Assorbito nelle pareti intestinali manganese, vitamine B, E, fosforo, calcio migliorano questo processo, influenzano il corpo e i processi metabolici in generale.
Minerali essenziali per l'uomo, come calcio, magnesio, manganese, rame, potassio, ferro vengono aggiunti ai complessi vitaminico-minerali per eliminare la carenza vitaminica.
Anche oligoelementi zinco, manganese e il ferro gioca un ruolo enorme nella vita vegetale. Fanno parte dei fertilizzanti fosfatici e minerali.
Prezzo del manganese
Il manganese metallico contiene fino al 95% di manganese puro. Viene utilizzato nell'industria siderurgica e metallurgica. Rimuove le impurità inutili dall'acciaio e gli conferisce qualità di lega.
Il ferromanganese viene utilizzato per disossidare la lega durante il processo di fusione rimuovendo l'ossigeno da essa. Lega insieme le particelle di zolfo, migliorando le caratteristiche qualitative dell'acciaio. Il manganese rafforza il materiale, rendendolo più resistente all'usura.
Il metallo viene utilizzato per creare mulini a sfere, macchine movimento terra e frantumatori di pietre, elementi di armatura. I reostati sono realizzati in lega di mangadin. L'elemento numero 25 viene aggiunto al bronzo e.
Una grande percentuale di biossido di manganese viene consumata per creare cellule galvaniche. con l'aggiunta di Mn, trova impiego nella sintesi organica fine e industriale. I composti MnO2 e KMnO4 agiscono come agenti ossidanti.
Il manganese è una sostanza insostituibile nella metallurgia ferrosa. Unica nelle sue caratteristiche fisiche e chimiche. comprare manganese disponibile presso i punti vendita specializzati. Cinque chilogrammi di metallo costano circa 150 rubli e una tonnellata, a seconda del tipo di connessione, costa circa 100-200 mila rubli.
- Designazione - Mn (Manganese);
- Periodo - IV;
- Gruppo - 7 (VIIb);
- Massa atomica - 54.938046;
- Numero atomico - 25;
- Raggio di un atomo = 127 pm;
- Raggio covalente = 117 pm;
- Distribuzione elettronica - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 ;
- t fusione = 1244°C;
- punto di ebollizione = 1962°C;
- Elettronegatività (secondo Pauling / secondo Alpred e Rochov) = 1,55 / 1,60;
- Stato di ossidazione: +7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, 0;
- Densità (n.a.) \u003d 7,21 g / cm 3;
- Volume molare = 7,35 cm 3 / mol.
Composti di manganese:
La pirolusite (minerale manganese) è nota agli uomini fin dall'antichità, veniva usata dai nostri antenati per alleggerire il vetro ottenuto dalla fusione. Fino al 1774, la pirolusite era considerata un tipo di minerale di ferro magnetico. E solo nel 1774, lo svedese K. Scheele ipotizzò che la pirolusite contenesse un metallo sconosciuto alla scienza a quel tempo, dopodiché Yu. Gan ottenne manganese metallico riscaldando la pirolusite in una stufa a carbone. Il manganese ha preso il nome all'inizio del XIX secolo (dal tedesco Manganerz - minerale di manganese).
Il manganese è al 14° posto tra tutti gli elementi chimici in termini di abbondanza nella crosta terrestre. La maggior parte del manganese si trova nelle rocce di base. I depositi indipendenti di manganese sono estremamente rari; più spesso questo metallo accompagna il ferro in molti dei suoi minerali. Abbastanza manganese è contenuto nei noduli di ferro-manganese situati sul fondo degli oceani.
Minerali ricchi di manganese:
- pirolusite - MnO 2 n H2O
- Manganite - MnO(OH)
- longa di manganese - MnCO 3
- brownite - 3Mn 2 O 3 MnSiO 3
Riso. La struttura dell'atomo di manganese.
La configurazione elettronica dell'atomo di manganese è 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 (vedi Struttura elettronica degli atomi). Nella formazione di legami chimici con altri elementi possono partecipare 2 elettroni situati al livello 4s esterno + 5 elettroni del sottolivello 3d (7 elettroni in totale), quindi il manganese può assumere stati di ossidazione da +7 a +1 nei composti (il i più comuni sono +7 , +2). Il manganese è un metallo reattivo. Simile all'alluminio a temperatura ambiente, reagisce con l'ossigeno contenuto nell'aria atmosferica formando un forte film protettivo di ossido, che impedisce l'ulteriore ossidazione del metallo.
Proprietà fisiche del manganese:
- metallo bianco argento;
- solido;
- fragile al n. y.
Sono note quattro modificazioni del manganese: forma α; forma β; forma γ; δ-forma.
Fino a 710°C, la forma α è stabile, che, dopo ulteriore riscaldamento, passa successivamente attraverso tutte le modifiche alla forma δ (1137°C).
Proprietà chimiche del manganese
- il manganese (polvere) reagisce facilmente con l'ossigeno, formando ossidi, il cui tipo dipende dalla temperatura di reazione:
- 450°C - MnO 2 ;
- 600°C - Mn 2 O 3 ;
- 950°C - Mn 3 O 4 ;
- 1300°C - MnO.
- il manganese finemente suddiviso, quando riscaldato, reagisce con l'acqua per rilasciare idrogeno:
Mn + 2H 2 O \u003d Mn (OH) 2 + H 2; - manganese (polvere) quando riscaldato, reagisce con azoto, carbonio, zolfo, fosforo:
Mn + S = MnS; - reagisce attivamente con acido cloridrico e solforico diluito con rilascio di idrogeno:
Mn + 2HCl \u003d MnCl 2 + H 2; - reagisce con acido nitrico diluito:
3Mn + 8HNO 3 \u003d 3Mn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
L'uso e la produzione del manganese
Ottenere il manganese:
- il manganese puro si ottiene per elettrolisi di soluzioni acquose di MnSO 4 con l'aggiunta di (NH 4) 2 SO 4 a pH=8-8,5: anodo - piombo; catodo - acciaio inossidabile (le scaglie di manganese vengono rimosse dai catodi);
- il manganese meno puro si ottiene dai suoi ossidi con metodi metallotermici:
- alluminotermia:
4Al + 3MnO 2 = 3Mn + 2Al 2 O 3; - silicontermia:
Si + MnO 2 \u003d Mn + SiO 2.
- alluminotermia:
Applicazione del manganese:
- in metallurgia, il manganese è usato per legare zolfo e ossigeno:
Mn + S = MnS; 2Mn + O 2 \u003d 2MnO; - come additivo legante nella fusione di varie leghe (il manganese conferisce resistenza alla corrosione, tenacità, durezza):
- manganina- una lega di manganese con rame e nichel;
- ferromanganese- una lega di manganese con ferro;
- bronzo al manganese- una lega di manganese con rame.
- Il permanganato di potassio è stato a lungo utilizzato come agente antisettico che agisce solo sulla superficie della pelle e delle mucose.
Il ruolo biologico del manganese:
Il manganese è uno dei dieci "metalli della vita" necessari per il normale funzionamento delle cellule animali e vegetali.
Il corpo di un adulto contiene circa 12 mg di manganese, che è coinvolto nella formazione di complessi proteici, e fa anche parte di alcuni acidi nucleici, aminoacidi, enzimi (arginasi e colinesterasi).
Il manganese, insieme al magnesio, è coinvolto nell'attivazione dell'idrolisi dell'ATP, garantendo così la vitalità energetica di una cellula vivente.
Gli ioni manganese sono coinvolti nell'attivazione della nucleasi: questo enzima è necessario per la decomposizione degli acidi nucleici in nucleotidi.
Nome latino: Permanganato di potassio
Codice ATX: D08AX06
Sostanza attiva: Permanganato di potassio
Produttore: Farmpreparat, Russia
Condizione di congedo in farmacia: Su prescrizione
Il sale di permanganato di potassio è usato in medicina come antisettico. La soluzione ha una forte capacità ossidante, ma deve essere utilizzata con attenzione, poiché anche una concentrazione leggermente superata può causare ustioni. Oltre agli scopi medicinali, il farmaco aiuta nella vita di tutti i giorni, è adatto per combattere i parassiti e le malattie delle piante. Per preparare la soluzione, i cristalli vengono immersi nell'acqua, è importante che scompaiano completamente e il liquido acquisisca la tonalità desiderata (dal rosa pallido al viola intenso). Quando combinato con alcali, l'agente diventa verde.
Indicazioni
Il permanganato di potassio è usato come disinfettante nel trattamento delle aree danneggiate della pelle, per prevenire l'infezione, nelle seguenti malattie e condizioni:
- Infiammazione del rinofaringe e della gola
- Stomatite, gengivite, malattia parodontale
- Per lavande urologiche
- In ginecologia
- In caso di avvelenamento
- Per disturbi digestivi (ingestione)
- Per il trattamento degli occhi dopo le punture di insetti
- Eruzione cutanea e diatesi
- dermatite da pannolino
- Piaghe da decubito.
Composto
Il sale di permanganato di potassio è il principale ingrediente attivo nella sua forma pura, senza additivi e impurità.
Proprietà medicinali del permanganato di potassio
A contatto con elementi organici, il permanganato di potassio forma ossigeno. L'ossido ricrea le catene dell'albumina integrale, grazie alle quali, a basse concentrazioni, fornisce proprietà astringenti e ad alte concentrazioni ha un effetto disinfettante, antibatterico e deodorante. La caratteristica principale è la neutralizzazione dei veleni, quindi il rimedio è indicato per avvelenamento indefinito e infezioni tossiche.
Esibisce proprietà ossidanti nella minima misura se combinato con alcali, formando una soluzione di tinta verde.
Se applicato localmente, non viene assorbito nel sangue. Quando ingerito, viene assorbito quasi completamente, aumentando la quantità di enzimi metaemoglobina reduttasi. Se si osserva il dosaggio, il permanganato di potassio è utile per il trattamento di molte malattie.
Descrizione dei moduli di rilascio
Prezzo: Fl. 3g - 15-20 rubli, fl. 5 g - 25-30 rubli, pacchetto 10 g n. 8 - 400-430 rubli.
Il permanganato di potassio è un cristallo viola scuro, quasi nero. Dopo aver preparato la soluzione, vengono completamente assorbiti dall'acqua, formando un liquido dal rosa pallido al lilla intenso.
La sostanza è confezionata in flaconi di vetro scuro da 3 e 5 g La bottiglia è chiusa con un tappo di gomma e un tappo di metallo o plastica. La scatola di cartone contiene 1 vasetto e le istruzioni. L'etichetta e la confezione hanno una tinta identica bianco-rosa.
La seconda opzione è per uso domestico. I cristalli 45% sono in sacchetti di polietilene con una protezione interna alluminata di 10 g.La confezione include 8 unità.
La prescrizione è dovuta al fatto che il permanganato è usato non solo in medicina. Viene aggiunto come componente principale nella sintesi di esplosivi e nella produzione di droghe.
Modalità applicative
Tradizionalmente, il rimedio è usato per curare ferite e ustioni. Per il lavaggio, la lavorazione e la lubrificazione viene utilizzata una soluzione (0,1-0,5%), inoltre il dosaggio è prescritto secondo il seguente schema:
- Per sciacquare bocca e gola - 0,01 -0,2%
- Nel trattamento delle formazioni ulcerative - 1-4%
- Nel trattamento delle malattie ginecologiche, in urologia - 0,1 -0,3%.
Per ogni caso, ci sono particolarità nella preparazione e nell'assunzione della composizione, ma solo il medico curante può spiegare perché è necessario il permanganato di potassio e come usarlo correttamente:
Metodo di applicazione per avvelenamento
Per lavare lo stomaco e neutralizzare le tossine, il permanganato viene diluito in una piccola quantità di acqua in uno stato di ombra densa e satura. La soluzione risultante viene filtrata, versata in 5-10 litri di liquido fino a ottenere un tono pallido e il paziente può bere. Se ingerita, la miscela provoca vomito, il medicinale può essere assunto fino a quando non esce acqua limpida. In una concentrazione più forte, il permanganato di potassio è dannoso, poiché una composizione satura porta a un'ustione degli organi digestivi.
Metodo di applicazione in ginecologia e urologia
Il permanganato è usato per lavare gli organi infetti o infiammati. Ciò richiede una soluzione debole. Puoi anche fare il bagno: circa 1 g di cristalli viene versato in 10 litri di acqua. Il corso del trattamento è di 30 giorni, da utilizzare una volta alla settimana.
Aiuta anche con ragadi anali ed emorroidi. Lo strumento guarisce rapidamente i danni, allevia l'infiammazione e il dolore.
Metodo di applicazione per la stomatite
Una soluzione debole di un tono rosa pallido è adatta per risciacquare la bocca. È necessario eseguire le procedure 3-4 volte al giorno fino alla guarigione delle ulcere.
Altri usi
Il permanganato di potassio è prescritto nelle seguenti condizioni:
- Per eliminare calli e duroni, preparare una miscela del 2-5%, inumidire un batuffolo di cotone, applicare sul punto dolente per 10-15 minuti. Puoi aggiungere sale marino. Un liquido più saturo è dannoso per la pelle.
- Nella pratica pediatrica, si consiglia di aggiungere 1-2 grani all'acqua per fare il bagno ai neonati. Il farmaco promuove la guarigione accelerata dell'ombelico. È importante assicurarsi che non vi siano cristalli non disciolti nel bagno.
- Con dermatiti ed eruzioni cutanee, il corpo viene lubrificato con una composizione del 2% tre volte al giorno.
- Con dermatite da pannolino, viene preparata una concentrazione del 2%, con piaghe da decubito - 5%, nei casi più gravi si consiglia di eseguire il trattamento ogni tre ore.
Utilizzare in gravidanza
Il permanganato di potassio può trattare la superficie della pelle in qualsiasi momento e durante l'allattamento.
Controindicazioni
Non prescrivere il permanganato per l'ipersensibilità. Il trattamento non deve essere effettuato durante l'interruzione artificiale della gravidanza, poiché ciò porta spesso a sanguinamento e perforazione.
Associazioni con altre sostanze e medicinali
Il farmaco non è compatibile con una serie di prodotti e medicinali: carbone, saccarosio, tannini. Quando interagiscono con elementi che si ossidano rapidamente, i cristalli diventano molto caldi, il che può portare a una combustione spontanea.
Il manganese attiva gli alcali in presenza di ossidi.
Effetti collaterali
Una soluzione preparata in modo improprio provoca gravi ustioni. Quando applicato sulla pelle, si verifica una colorazione dal giallo pallido al marrone.
Overdose
I sintomi del superamento della quantità di sale di permanganato di potassio sono espressi da gonfiore e mal di gola nel trattamento della stomatite e della lavanda gastrica, la mucosa acquisisce un tono più scuro. Il paziente inizia un attacco di soffocamento, convulsioni. Con un livello ridotto di acidità della mucosa, può essere sviluppato un alto contenuto di emoglobina, che influenzerà il colore dell'epidermide. La dose critica per i bambini è di 3 g, per gli adulti - 0,5 g / kg di peso corporeo.
Il trattamento consiste nel reintegrare la carenza di vitamine C e B6, il cloruro di metiltionio svolge il ruolo di accettore e fornitore di ioni idrogeno e funge da antitossina in caso di avvelenamento.
Regole di conservazione
Il farmaco deve essere conservato in contenitori accuratamente sigillati, lontano dalla portata dei bambini. La polvere è utilizzabile per un periodo di tempo illimitato. La soluzione finita può essere conservata per un massimo di sei mesi.
Analoghi
Non esiste un rimedio assolutamente identico, ma ci sono farmaci che possono sostituire il permanganato di potassio in medicina:
Aseptolina
Farmacom, Russia
Prezzo: Fl 25 ml - 20-30 rubli, 100 ml - 60-70 rubli.
Il farmaco ha un effetto antisettico, inibisce l'attività della maggior parte dei ceppi. Le proprietà antimicrobiche dipendono dalla concentrazione della sostanza principale gliceritan in soluzione. Non viene assorbito se usato esternamente, si sconsiglia di combinarlo con alcali.
Studiato per il trattamento di ferite e danni all'epidermide, infezioni e infiammazioni. Adatto per l'uso in ginecologia e urologia, chirurgia. Il metodo di applicazione è pulire la pelle.
Una soluzione di una tonalità bordeaux scuro contenente glicerolo ed estratto di mirtillo rosso viene versata in bottiglie di vetro colorato sigillate con un tappo di propilene e un tappo di plastica. Ha un leggero odore specifico.
vantaggi:
- Adatto per la prevenzione delle complicanze nel rilascio di essudato
- Prezzo accettabile
Screpolatura:
- Non prescritto per il trattamento dei bambini
- Può causare gravi effetti collaterali se ingerito
Furacilina
Khimfarmzavod. Russia
Prezzo: scheda. 0,02 g n. 10 - 50-70 rubli, soluzione 0,067% 10 ml - 25-30 rubli.
Agente antibatterico e antimicotico per uso esterno. A causa delle sue proprietà, rilascia derivati amminici dalle cellule patogene, a seguito dei quali i legami proteici vengono distrutti. I processi metabolici si fermano, la crescita si ferma, l'agente patogeno muore. L'agente è attivo contro batteri gram-positivi e negativi, alcuni virus e protozoi. La resistenza ai componenti si sviluppa lentamente, senza raggiungere livelli di picco.
Progettato per il trattamento di ferite, ustioni, piaghe da decubito. Indicato per risciacqui con stomatite e trattamento delle zone infiammate degli organi uretrali e genitali. Non è prescritto per dermatosi e sanguinamento.
Le compresse per la preparazione di una soluzione, come la forma liquida, hanno una sfumatura giallo pallido, hanno un gusto specifico. Investito in blister di carta o alluminio da 10 pezzi. La scatola di cartone bianca include 1 piatto e le istruzioni. La soluzione viene versata in fiale di vetro con un tappo di gomma e un cappuccio a crimpare in alluminio.
vantaggi:
- A basso costo
- Possibilità di utilizzo per bambini
Screpolatura:
- Può sviluppare dermatite
- Non trattare le ferite sanguinanti
I minerali del manganese, in particolare la pirolusite, erano conosciuti nell'antichità. La pirolusite era considerata una specie di minerale di ferro magnetico ed era usata nella fusione del vetro - per chiarimenti. Il fatto che un minerale, a differenza del vero minerale di ferro magnetico, non sia attratto da un magnete è stato spiegato in modo abbastanza divertente: si credeva che la pirolusite fosse un minerale femminile e fosse indifferente a un magnete.
Nel 18° secolo, il manganese fu isolato nella sua forma pura. E oggi ne parleremo nel dettaglio. Quindi, discutiamo se il manganese è dannoso, dove puoi acquistarlo, come ottenerlo e se obbedisce a GOST.
Il manganese appartiene a un periodo simile del gruppo 7 del gruppo 4. L'elemento è comune: occupa il 14° posto.
L'elemento appartiene ai metalli pesanti - la massa atomica è superiore a 40. È passivato nell'aria - è ricoperto da un denso film di ossido che impedisce ulteriori reazioni con l'ossigeno. Grazie a questo film, è inattivo in condizioni normali.
Quando riscaldato, il manganese reagisce con molte sostanze semplici, acidi e basi, formando composti con stati di ossidazione molto diversi: -1, -6, +2, +3, +4, +7. Il metallo appartiene al metallo di transizione, quindi mostra proprietà sia riducenti che ossidanti con uguale facilità. Con i metalli, ad esempio, con, forma soluzioni solide senza reagire.
Questo video ti dirà cos'è il manganese:
Caratteristiche e differenze rispetto ad altri materiali
Il manganese è un metallo bianco argenteo, denso, duro - con una struttura insolitamente complessa. Quest'ultima è la causa della fragilità della sostanza. Sono note quattro modifiche del manganese. Le leghe con metallo consentono di stabilizzarne uno qualsiasi e di ottenere soluzioni solide con proprietà molto diverse.
- Il manganese è uno degli oligoelementi vitali. Questo vale allo stesso modo per piante e animali. L'elemento è coinvolto nella fotosintesi, nel processo di respirazione, attiva una serie di enzimi, è un partecipante indispensabile nel metabolismo muscolare e così via. La dose giornaliera di manganese per l'uomo è di 2-9 mg. Sia una carenza che un eccesso di un elemento sono ugualmente pericolosi.
- Il metallo è più pesante e più duro del ferro, ma non ha alcuna applicazione pratica nella sua forma pura a causa della sua elevata fragilità. Ma le sue leghe e composti sono di insolitamente grande importanza nell'economia nazionale. Viene utilizzato nella metallurgia ferrosa e non ferrosa, nella produzione di fertilizzanti, nell'ingegneria elettrica, nella sintesi organica fine e così via.
- Il manganese è abbastanza diverso dai metalli del suo stesso sottogruppo. Il tecnezio è un elemento radioattivo, ottenuto artificialmente. Il renio si riferisce alle tracce e agli elementi rari. Il borio può anche essere ottenuto solo artificialmente e non si trova in natura. L'attività chimica sia del tecnezio che del renio è molto inferiore a quella del manganese. L'applicazione pratica, fatta eccezione per la fusione nucleare, trova solo manganese.
Manganese (foto)
Pro e contro
Le proprietà fisiche e chimiche del metallo sono tali che in pratica si tratta non del manganese stesso, ma dei suoi numerosi composti e leghe, quindi i vantaggi e gli svantaggi del materiale vanno considerati da questo punto di vista.
- Il manganese forma un'ampia varietà di leghe con quasi tutti i metalli, il che è un vantaggio decisivo.
- completamente mutuamente solubili, cioè formano soluzioni solide con qualsiasi rapporto dell'elemento, omogenee nelle proprietà. In questo caso, la lega avrà un punto di ebollizione molto più basso rispetto al manganese.
- Le leghe dell'elemento con carbonio e sono della massima importanza pratica. Entrambe le leghe sono di grande importanza per l'industria siderurgica.
- Numerosi e diversi composti di manganese sono utilizzati nell'industria chimica, tessile, del vetro, nella produzione di fertilizzanti e così via. La base di questa diversità è l'attività chimica della sostanza.
Gli svantaggi del metallo sono associati alle peculiarità della sua struttura, che non consentono l'utilizzo del metallo stesso come materiale strutturale.
- Il principale è la fragilità ad alta durezza. Mn fino a +707 C cristallizza in una struttura in cui la cella comprende 58 atomi.
- Un punto di ebollizione piuttosto alto, è difficile lavorare con metalli con velocità così elevate.
- La conduttività elettrica del manganese è molto bassa, quindi anche il suo uso nell'ingegneria elettrica è limitato.
Parleremo ulteriormente delle proprietà chimiche e fisiche del manganese.
Proprietà e caratteristiche
Le caratteristiche fisiche del metallo dipendono notevolmente dalla temperatura. Data la presenza di ben 4 modifiche, questo non sorprende.
Le caratteristiche principali della sostanza sono le seguenti:
- densità - a temperatura normale è 7,45 g / cu. vedi È questo valore che dipende debolmente dalla temperatura: ad esempio, quando riscaldato a 600 C, la densità diminuisce solo del 7%;
- punto di fusione - 1244 C;
- punto di ebollizione - 2095 C;
- la conduttività termica a 25 C è 66,57 W / (m K), che è un indicatore basso per un metallo;
- capacità termica specifica - 0,478 kJ / (kg K);
- il coefficiente di dilatazione lineare, misurato a 20 C, è pari a 22,3 10 -6 gradi -1 - ; La capacità termica e la conducibilità termica di una sostanza aumentano linearmente all'aumentare della temperatura;
- resistenza elettrica specifica - 1,5–2,6 μm m, solo leggermente superiore a quella del piombo.
Il manganese è paramagnetico, cioè è magnetizzato in un campo magnetico esterno ed è attratto da un magnete. Il metallo passa allo stato antiferromagnetico a basse temperature e la temperatura di transizione per ogni modifica è diversa.
La struttura e la composizione del manganese sono descritte di seguito.
Il manganese e i suoi composti è l'argomento del video qui sotto:
Struttura e composizione
Vengono descritte quattro modifiche strutturali della sostanza, ciascuna delle quali è stabile in un determinato intervallo di temperatura. La fusione con alcuni metalli può stabilizzare qualsiasi fase.
- Fino al 707 d.C la modifica a è stabile. – reticolo cubico a corpo centrato, la cui cella unitaria comprende 58 atomi. Tale struttura è molto complessa e provoca un'elevata fragilità della sostanza. I suoi indicatori - capacità termica, conducibilità termica, densità, sono dati come proprietà di una sostanza.
- Al 700–1079 d.C stabile è la fase b con lo stesso tipo di reticolo, ma con una struttura più semplice: la cella è di 20 atomi. In questa fase il manganese mostra una certa plasticità. La densità della modifica b è 7,26 g / cu. vedere La fase è facile da riparare - estinguendo la sostanza a una temperatura superiore alla temperatura di transizione di fase.
- A temperature da 1079 C a 1143 La fase g è stabile. È caratterizzato da un reticolo cubico centrato sulla faccia con una cella di 4 atomi. La modifica è di plastica. Tuttavia, non è possibile fissare completamente la fase durante il raffreddamento. Alla temperatura di transizione, la densità del metallo è 6,37 g/cu. cm, al normale - 7, 21 g / cu. centimetro.
- Al di sopra di una temperatura di 1143 C e ad ebollizione la fase d con un reticolo cubico centrato sul corpo è stabilizzata, la cui cella comprende 2 atomi. La densità di modifica è 6,28 g/cu. vedi È interessante notare che d-Mn può entrare in uno stato antiferromagnetico ad alta temperatura - 303 C.
Le transizioni di fase sono di grande importanza per ottenere varie leghe, soprattutto perché le caratteristiche fisiche delle modifiche strutturali sono diverse.
La produzione di manganese è descritta di seguito.
Produzione
Fondamentalmente, ma ci sono anche depositi indipendenti. Pertanto, fino al 40% delle riserve mondiali di minerali di manganese sono concentrate nel territorio del giacimento di Chiatura.
L'elemento è disperso in quasi tutte le rocce ed è facilmente lavato via. Il suo contenuto in acqua di mare è basso, ma sul fondo degli oceani, insieme al ferro, forma concrezioni, in cui il contenuto dell'elemento raggiunge il 45%. Questi depositi sono considerati promettenti per un ulteriore sviluppo.
Ci sono pochi grandi giacimenti di manganese sul territorio della Russia, quindi per la Federazione Russa si tratta di una materia prima estremamente scarsa.
I minerali più famosi sono pirolusite, magnetite, brownite, longarone di manganese e così via. Il contenuto dell'elemento in essi varia dal 62 al 69%. Sono estratti in una cava o in un metodo di miniera. Di norma, il minerale viene prelavato.
Ottenere manganese è direttamente correlato al suo utilizzo. Il suo principale consumatore è l'industria siderurgica, e per le sue esigenze non è il metallo stesso ad essere richiesto, ma la sua combinazione con ferro - ferromanganese. Pertanto, parlando di produzione di manganese, spesso si intende un composto necessario nella metallurgia ferrosa.
In precedenza, il ferromanganese veniva prodotto negli altiforni. Ma a causa della carenza di coke e della necessità di utilizzare minerali poveri di manganese, i produttori sono passati alla fusione in forni elettrici.
Per la fusione vengono utilizzati forni aperti e chiusi rivestiti di carbone: in questo modo si ottiene il ferromanganese di carbonio. La fusione viene eseguita a una tensione di 110-160 V, utilizzando due metodi: flusso e senza flusso. Il secondo metodo è più economico, poiché consente di estrarre l'elemento in modo più completo, tuttavia, con un alto contenuto di silice nel minerale, è possibile solo il metodo del flusso.
- Metodo senza flusso- processo continuo. La miscela di minerale di manganese, coke e trucioli di ferro viene caricata mentre viene rifusa. È importante assicurarsi che la quantità di agente riducente sia sufficiente. Ferromanganese e scorie vengono prodotte contemporaneamente 5-6 volte per turno.
- Silicomanganese prodotto con un metodo simile in un forno fusorio elettrico. La carica, oltre al minerale, include le scorie di manganese, senza fosforo, quarzite e coke.
- Manganese metallico ottenuto similmente alla fusione del ferromanganese. La materia prima è lo scarto della fusione e del taglio della lega. Dopo la fusione della lega e della miscela si aggiunge il silicomanganese e, 30 minuti prima della fine della fusione, si soffia con aria compressa.
- Si ottiene una sostanza chimicamente pura elettrolisi.
Applicazione
Il 90% della produzione mondiale di manganese va all'industria siderurgica. Inoltre, la maggior parte dei metalli non è richiesta per ottenere leghe di manganese da sé, ma per includere l'1% dell'elemento. Inoltre, può sostituire completamente il nichel se il suo contenuto viene aumentato al 4–16%. Il fatto è che il manganese, oltre a stabilizzare la fase austenite nell'acciaio.
Il manganese è un metallo interessante non tanto in sé quanto per le proprietà dei suoi numerosi composti. Tuttavia, è difficile sopravvalutare la sua importanza come elemento di lega.
La reazione dell'ossido di manganese con l'alluminio è dimostrata in questo video:
