Где используется марганец. Применение марганца в промышленности и металлургии

Главная

Чехов

Марганец содержится во всех видах стали и чугуна. Способность марганца давать сплавы с большинством известных металлов используется для получения не только различных сортов марганцевой стали, но и большого числа нежелезных сплавов (манганинов). Из них особенно замечательными являются сплавы марганца с медью (марганцевая бронза). Она, подобно стали, может закаляться и в то же время намагничиваться, хотя ни марганец, ни медь не обнаруживают заметных магнитных свойств.

Сплав 83 % Cu, 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления реостатов и пр.

По принятым в нашей стране стандартам все элементы, легирующие сталь, имеют «собственную» букву. Так, в марку стали, содержащей кремний, обязательно входит буква С, хром обозначается буквой X, никель - буквой Н, ванадий - буксой Ф, вольфрам - буквой В, алюминий - буквой Ю, молибден - буквой М. Марганцу присвоена буква Г. Лишь углерод буквы не имеет, и у большинства сталей цифры в начале марки означают его содержание, выраженное в сотых долях процента. Если за буквой нет никаких цифр, то, значит, элемент, обозначенный этой буквой, содержится в стали в количестве около 1%. Расшифруем для примера состав конструкционной стали 30ХГС: индексы показывают, что в ней 0,30% углерода, 1% хрома, 1% марганца и 1% кремния.

Марганец обычно вводят в сталь вместе с другими элементами - хромом, кремнием, вольфрамом. Однако есть сталь, в состав которой, кроме железа, марганца и углерода, ничего не входит. Это так называемая сталь Гадфилда. Она содержит 1...1,5% углерода и 11...15% марганца. Сталь этой марки обладает огромной износостойкостью и твердостью. Ее применяют для изготовления дробилок, которые перемалывают самые твердые породы, деталей экскаваторов и бульдозеров. Твердость этой стали такова, что она не поддается механической обработке, детали из нее можно только отливать.

Применение марганца для очистки металла от серы.

Сера - элемент, безусловно, полезный. Но не для металлургов. Попадая в чугун и сталь, она становится чуть ли не самой вредной примесью. Сера активно реагирует с железом, и сульфид FeS снижает температуру плавления металла. Из-за этого во время прокатки на раскаленном металле появляются разрывы и трещины.

В металлургическом производстве удаление серы возложено на доменщиков. «Связать», превратить в легкоплавкое соединение и удалить серу из металла легче всего в восстановительной атмосфере. Именно такая атмосфера создается в доменной печи. Но сера и вносится в металл при доменной плавке вместе с коксом, который обычно содержит 0,7...2% серы. Чугун, выпускаемый в нашей стране, должен содержать не более 0,05% серы, а на передовых заводах этот предел снижен до 0,035% и даже меньше.

Марганец вводят в доменную шахту именно для того, чтобы удалить серу из чугуна. Сродство к сере у марганца больше, чем у железа. Элемент №25 образует с ней прочный легкоплавкий сульфид MnS. Сера, связанная марганцем, переходит в шлак. Этот способ очистки чугуна от серы прост и надежен.

Способность марганца связывать серу, а также ее аналог - кислород широко используется и в производстве стали. Еще в прошлом веке металлурги научились плавить «зеркальный» чугун из марганцовистых железных руд. Этот чугун, содержащий 5...20% марганца и 3,5...5,5% углерода, обладает замечательным свойством: если его добавить к жидкой стали, то из металла удаляются кислород и сера. Изобретатель первого конвертора Г. Бессемер использовал зеркальный чугун для раскисления и науглероживания стали.

В 1863 г. на заводе «Фонике» в Глазго было организовано производство ферромарганца - сплава марганца с железом. Содержание элемента №25 в таком сплаве 25...35%. Ферромарганец оказался лучшим раскислителем, чем зеркальный чугун. Сталь, расклсленная ферромарганцем, становится гибкой, упругой.

Сейчас получают ферромарганец, содержащий 75...80% Мn. Этот сплав, выплавляют в доменных и электросталеплавильных дуговых печах и широко применяют для производства марганцовистых сталей, речь о которых еще впереди.

Марганец вводят в бронзы и латуни.

Соединения марганца также широко используются как в тонком органическом синтезе (MnO2 и KMnO4 в качестве окислителей), так и промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов окисления углеводородов, например, в производстве терефталевой кислоты окислением p-ксилола, окисление парафинов в высшие жирные кислоты).

Арсенид марганца обладает гигантским магнитокалорическим эффектом (усиливающимся под давлением). Теллурид марганца перспективный термоэлектрический материал (термо-э.д.с 500 мкВ/К).

Интересными свойствами обладает сплав, называемый нормальным манганином, содержащий 11- 13% марганца, 2,5-3,5% никеля и 86% меди. Отличаясь высоким электросопротивлением и малой термоэлектродвижущей силой в паре с медью, этот сплав особенно пригоден для изготовления катушек сопротивления. Способность манганина изменять сопротивление в зависимости от давления, под которым находится сплав, используется при изготовлении электрических манометров. В самом деле, чем измерить давление, например, в 15-25-30 тыс. атмосфер? Никакой обычный манометр не может выдержать такого давления. Жидкость или газ вырываются сквозь стенки трубки, как бы прочны они ни были, с силою взрыва. Иногда даже не удается найти микроотверстий, через которые прорывается содержимое манометрической трубки. В этих случаях манганин является незаменимым. Измеряя электрическое сопротивление манганина, находящегося под определяемым давлением, можно по заранее вычерченному графику зависимости сопротивления от давления вычислить последнее с любой степенью точности.

Из соединений марганца, нашедших применение в практической деятельности человека, следует указать на двуокись марганца и марганцевокислый калий (перманганат калия), наиболее известный, особенно у медиков, под названием "марганцовки". Двуокись марганца находит применение в гальванических элементах типа Лекланше, получении хлора, приготовлении каталитических смесей (гопкалит в противогазах). Марганцевокислый калий широко применяется в медицине как антисептическое средство для промывания ран, смазывания ожогов и т. д., для промывания желудка при отравлении фосфором, алкалоидами, солями синильной кислоты. Также широко применяется перманганат калия в химии при аналитических исследованиях, получении хлора, кислорода и др.

Впрочем, марганцем улучшают свойства не только железа. Так, сплавы марганца с медью обладают высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Из этих сплавов делают лопатки турбин, а из марганцовистых бронз - винты самолетов и другие авиадетали.

Применение диоксида марганца и перманганата калия

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.

Марганцевыми удобрениями служат марганцевые шлаки, содержащие до 15% марганца, а также сернокислый марганец. Но наибольшее распространение получил марганизированный суперфосфат, содержащий около 2-3% марганца.

Микроудобрения применяют также в виде некорневых подкормок, опрыскивая растения соответствующим раствором или замачивая в нем семена перед посевом.

Соединения Марганца, применяемые во многих отраслях промышленности, могут оказывать токсическое действие на организм. Поступая в организм главным образом через дыхательные пути, Марганец накапливается в паренхиматозных органах (печень, селезенка), костях и мышцах и выводится медленно, в течение многих лет. Предельно допустимая концентрация соединений Марганец в воздухе - 0,3 мг/м3. При выраженных отравлениях наблюдается поражение нервной системы с характерным синдромом марганцевого паркинсонизма. Лечение: витаминотерапия, холинолитические средства и другие. Профилактика: соблюдение правил гигиены труда.

Цены на металлический марганец в слитках чистотой 95 % в 2006 году составили в среднем 2,5$ за кг. В 2010 году килограмм металла стоил уже 4-4,5$

В общей структуре потребления марганца свыше 90% его используется в черной металлургии при выплавке стали в виде различных марганцевых ферросплавов а также в виде металлического марганца технической чистоты (96-99% Мn). Средний расход марганца в черной металлургии составляет 7-9 кг на 1 т стали. Большое разнообразие марок сталей и сплавов обусловливает необходимость получения марганца и марганцевых ферросплавов широкого сортамента. Стандарт на металлический марганец и марганцевые сплавы основан на содержании углерода, и при этом низкоуглеродистые сплавы характеризуются и низким содержанием фосфора. Стандарт силикомарганца построен по содержанию кремния, и более богатые по кремнию сплавы характеризуются более низким содержанием углерода и фосфора. Жестко ограничивается содержание в ферромарганце фосфора и серы. Наиболее распространенными сплавами марганца являются следующие:

Ферромарганец:

углеродистый ферромарганец ФМн75 и ФМн78 (цифры в марке указывают процентное содержание марганца) содержит >70% Мn и < 7% С;

среднеуглеродистый ферромарганец ФМн1,0, ФМн1,5 и ФМн2,0 (цифры в марке указывают процентное содержание углерода) содержит > 85 % Мn и соответственно, < 1,0; 1,5 и 2,0 %С;

низкоуглеродистый ферромарганец ФМн 0,5 (> 85 %Мn, < 0,5 %С).

Силикомарганец марок СМн10, СМн14, СМн17, СМн20 и СМн26 (цифрами указано содержание кремния в процентах), содержание марганца в силикомарганце твердых марок > 60 %.

Металлический марганец - содержит 95,0--99.85 % Мn и 0,04--0,20 % С. Содержание фосфора < 0,01 % для Мр00 и Мр0 и 0,07 % для остальных марок. Выплавляется следующие марки металлического марганца:

Электротермический Мр2, Мр1, Мр1С;

Электролитический Мр0, Мр00.

Азотированный металлический марганец, содержащий 2-6% азота.

Ферромарганец применяется для раскисления кипящей и спокойной стали почти всех марок, а также для легирования некоторых марок специальной стали. Для раскисления кипящей стали используют углеродистый ферромарганец с обычным или пониженным содержанием кремния, для раскисления спокойной стали - углеродистый ферромарганец или силикомарганец. Специальную сталь легируют углеродистым или малоуглеродистым ферромарганцем или металлическим марганцем.

В медицине некоторые соли Марганца (например, KMnO4) применяют как дезинфицирующие средства.

Экология жизни. Здоровье:В основе действия перманганата калия - его способность окислять органические вещества, выделяя при этом кислород. Этим обусловлено антимикробное и антисептическое действие марганцовки

Первое, к чему прибегают при заболеваниях горла, расстройствах кишечника, отравлениях - это марганцовка (перманганат калия, марганцовокислый калий).

В годы Великой Отечественной войны, как патроны у солдата, она находилась в сумках санитаров, фельдшеров и широко использовалась при лечении ран в госпиталях.

В основе действия перманганата калия - его способность окислять органические вещества, выделяя при этом кислород. Этим обусловлено антимикробное и антисептическое действие марганцовки.

Водный раствор перманганата калия обладает противовоспалительными свойствами. В различных концентрациях этот раствор применяют для промывания ран, полоскания рта и горла, для смазывания язвенных и ожоговых поверхностей, спринцеваний. Диапазон применения перманганата калия достаточно широк. Даже при наличии многих новых синтетических средств он и сейчас незаменим "в" гинекологической, урологической, дерматологической практике.

В таблице противоядий при отравлениях перманганат калия является одним из важнейших средств оказания первой помощи.

Однако при всех достоинствах марганцовокислого калия обращаться с ним надо осторожно . В больших концентрациях он прижигает и вызывает отек слизистых оболочек рта, глотки, пищевода, желудка, кишок, рвоту и понос. Поэтому применять раствор следует с осторожностью.

Еще наши бабушки знали полезные в быту свойства марганцовки: ей промывали раны, лечили отравление, обеззараживали, купали младенцев и даже использовали в борьбе с вредителями в огороде. Такое широкое применение марганцовки объясняет главное ее свойство – это противогрибковый, противомикробный препара т. За счет активных процессов окисления марганцовка убивает вредные микробы – возбудителей различных инфекций как на поверхности кожи, так и внутри организма.

Целебные свойства марганцовки (перманганата калия)

Марганцовка - эффективное дезинфицирующее средство. Раствор перманганата калия (марганцовки) обладает антисептическими свойствами, способен нейтрализовать токсическое действие на организм таких отравляющих соединений, как аконитин, морфин, другие алкалоиды, фосфор (при приеме их внутрь).

Перманганат калия - один из видов перманганатов (от лат. manganum - «марганец») - марганцовокислых солей. Это химическое вещество широко используют как для домашних нужд, так и для медицины. Перманганат калия - кристаллы темно-фиолетового цвета, хорошо растворимые в воде (в зависимости от концентрации цвет может быть от светло-розового до красно-фиолетового), метиловом спирте, уксусной кислоте и ацетоне. В быту марганцовокислый калий, растворенный в воде, называют марганцовкой.

Лечение марганцовкой в медицине

Нейтрализация синильной кислоты (ядовитого вещества) марганцовкой происходит лишь в щелочной среде. Калия перманганат - сильный окислитель. Водный раствор марганцовки оказывает сильное дезинфицирующее и подсушивающее действие, его широко используют в дерматологической и хирургической практике.

При появлении первых признаков гастрита и гастроэнтероколита в первую очередь надо промыть желудок, используя для этого слабый (слегка розовый) раствор марганцовки. Для промывания желудка у взрослых и даже детей зондом пользоваться необязательно, достаточно просто дать выпить больному приготовленный раствор в количестве 0,5 - 2 л, после чего рефлекторно вызвать рвоту.

При отравлениях, когда нужно как можно быстрее вызвать рвоту, пострадавшему дают выпить розовый раствор марганцовки, который является также лекарственным, дезинфицирующим желудочно-кишечный тракт средством.

Раствор зачастую готовят «на глаз», но основные рекомендации - это 10 кристаллов на 1 литр воды, дальнейшую крепость раствора можно корректировать по его цвету. Очень важно, чтобы перед применением все кристаллы растворились в воде, иначе в процессе соприкосновения с кожей или внутренними органами нерастворенные кристаллы могут вызвать ожог.

Наиболее популярен раствор марганцовки при отравлении. При первых признаках, в том числе при диарее больному предлагают раствор марганцовки, который стимулирует очищение кишечника.

Марганцовка для применения внутрь при отравлении готовится в соотношении 2 кристалла на чашку воды, такой раствор выпивается. Благодаря своим антисептическим свойствам подобное лекарство останавливает очаг инфекции в желудке.

Марганцовка – применение в урологии, гинекологии

За счет своих антисептических, противомикробных способностей раствор марганцовки применяют при лечении грибковых, бактериальных заболевания в урологии и гинекологии. Марганцовка имеет применение при молочнице, когда слабый раствор назначают для ежедневных спринцеваний. При урологических проблемах у мужчин, связанных с наружными воспалительными процессами, назначают промывания раствором марганцовки.

При применении в урологии и гинекологии важно соблюдать правила приготовления раствора, следить за тем, чтобы кристаллы марганцовки полностью растворились. В противном случае при попадании на слизистую кристаллы могут вызвать еще большее раздражение.

Марганцовка - противопоказания

Не рекомендуется применять раствор марганцовки при индивидуальной непереносимости. Это сразу можно понять по наличию побочных эффектов – отек, изменение цвета слизистых, резкая боль при применении внутрь, судороги и др. При наличии подобных или других неприятных симптомов прием марганцовки следует прекратить.

Марганцовка за счет своих окислительных свойств абсолютно несовместима с применением угля, сахара и другими веществами, которые легко окисляются. Важно хранить кристаллы перманганата калия вдали от легкоокисляющихся веществ, иначе их соприкосновение может привести к взрыву и даже пожару.

Лечение марганцовкой (перманганатом калия) в народной медицине

Лечение марганцовкой в народной медицине для устранения болей, вызванных мозолями. Для этого в раствор марганцовки розового цвета добавляют поваренную соль и, налив раствор в тазик, опускают в него ноги на 20 мин, после процедуры ноги не нужно вытирать. Через некоторое время боль в области мозолей пройдет. Ни в коем случае для лечения марганцовкой нельзя пользоваться сильно концентрированным раствором (фиолетового цвета), так как это может повлечь за собой вред здоровью, получение ожогов кожи и слизистых, отравление.

Хороший лечебный эффект при опрелостях, в том числе и у грудных детей, оказывают гигиенические ванны с марганцовкой: вода должна быть розового цвета и теплой.

При повышенной потливости нижних конечностей, неприятных запахах, гнойных мозолях поможет теплая ножная ванна с солью и марганцовкой, после процедур ноги следует хорошо вытереть и посыпать тальком.

Лечение перманганатом калия активно используется для промывания открытых ран, в том числе и гноящихся. При дерматитах, характеризующихся появлением пузырей, кожу следует обмыть розовым раствором перманганата калия.

Если при постановке банок их слишком долго держать, на коже могут образоваться багровые пятна и даже пузырьки, наполненные сукровичной жидкостью. В подобных случаях пораженные места полезно смазать 5 - 10%-ным раствором марганцовокислого калия.

Лечение перманганатом калия на практике: лучшие рецепты

В запущенных случаях геморроя можно приготовить целебный раствор.

Требуется : 1 ч. л. пищевой соды, 1 ст. л. любого растительного масла, марганцовка, 3 л воды.

Приготовление . В горячую воду всыпать столько марганцовки, чтобы получить розовый цвет, добавить соду, масло, раствор влить в ванну.

Применение . Принимать ванну в течение 20 мин на ночь. Процедуру проводить ежедневно в течение недели.

В народной медицине есть рецепт для лечения марганцовкой от дизентерии.

В состав этого средства входят несколько кристаллов марганцовки на 0,5 л воды. Советуют увеличивать концентрацию раствора в зависимости от возраста (грудничкам - бледно-розовый, а взрослым людям - малиновый раствор).

Надо иметь в виду, что перманганат калия при взаимодействии с различными органическими веществами становится взрывоопасным. Поэтому его кристаллы надо хранить в чистой стеклянной посуде с притертыми пробками, а раствор - в склянках из темного стекла, так как под действием солнечных лучей и дневного света он легко разлагается.

При пользовании раствором часто остаются трудно смываемые пятна на коже и белье. Чтобы устранить их, кожу можно обмыть раствором сернистого аммония в концентрации 1:5, а затем горячей водой. С белья пятна выводят раствором щавелевой кислоты (1:9), 2-процентным раствором соляной кислоты, уксусом или лимонным соком..

Оказывается, перманганат калия не так-то просто приобрести. В одной аптеке мне сказали, что марганцовку приравняли (соответствующими приказами) к взрывчатым веществам и для её продажи нужна соответствующая лицензия, в другой аптеке сказали, что перманганат калия отнесли к наркотическим веществам и, опять-таки, нужна соответствующая лицензия.

В то же время все указывали на одну аптеку в городе, где изготавливают лекарства на заказ («может там можно приобрести»). Третьи говорят, что обычному человеку продадут марганцовку только в растворе, а в виде кристаллов можно купить только по «красному» рецепту и что все эти запреты на продажу, якобы, из-за наркоманов, которые массово скупали марганцовку для очистки своего варева.

Если аптеки не продают марганцовку, то её можно найти в ветеринарных и в хозяйственных магазинах. Там, где семена и удобрения. опубликовано

Присоединяйтесь к нам в

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: Mn

Молекулярная масса: 54,938

Марганец - элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum, ма́нганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO 4 - калий марганец о четыре). Простое вещество марганец (CAS-номер: 7439-96-5) - металл серебристо-белого цвета. Наряду с железом и его сплавами относится к чёрным металлам. Известны пять аллотропных модификаций марганца - четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой.

История открытия

Один из основных минералов марганца - пиролюзит - был известен в древности как чёрная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью магнитного железняка, а тот факт, что он не притягивается магнитом, Плиний Старший объяснил женским полом чёрной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 г. шведский химик К. Шееле показал, что в руде содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику Ю. Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» (от немецкого Manganerz - марганцевая руда).

Распространённость в природе

Марганец - 14-й элемент по распространённости на Земле, а после железа - второй тяжёлый металл, содержащийся в земной коре (0,03 % от общего числа атомов земной коры). Весовое количество марганца увеличивается от кислых (600 г/т) к основным породам (2,2 кг/т). Сопутствует железу во многих его рудах, однако встречаются и самостоятельные месторождения марганца. В чиатурском месторождении (район Кутаиси) сосредоточено до 40 % марганцевых руд. Марганец, рассеянный в горных породах, вымывается водой и уносится в Мировой океан. При этом его содержание в морской воде незначительно (10−7-10−6%), а в глубоких местах океана его концентрация возрастает до 0,3 % вследствие окисления растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO2·xH2O) и опускается в нижние слои океана, формируя так называемые железо-марганцевые конкреции на дне, в которых количество марганца может достигать 45 % (также в них имеются примеси меди, никеля, кобальта). Такие конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности.
В России является остродефицитным сырьём, известны месторождения: «Усинское» в Кемеровской области, «Полуночное» в Свердловской, «Порожинское» в Красноярском крае, «Южно-Хинганское» в Еврейской автономной области, «Рогачёво-Тайнинская» площадь и «Северо-Тайнинское» поле на Новой Земле.

Минералы марганца

пиролюзит MnO 2 ·xH 2 O, самый распространённый минерал (содержит 63,2 % марганца);
манганит (бурая марганцевая руда) MnO(OH) (62,5 % марганца);
браунит 3Mn 2 O 3 ·MnSiO3 (69,5 % марганца);
гаусманит (MnIIMn2III)O 4 ;
родохрозит (марганцевый шпат, малиновый шпат) MnCO 3 (47,8 % марганца);
псиломелан mMnO MnO 2 nH 2 O (45-60 % марганца);
пурпурит Mn 3 +, (36,65 % марганца).

Получение

Алюминотермическим методом, восстанавливая оксид Mn 2 O 3 , образующийся при прокаливании пиролюзита.
Восстановлением железосодержащих оксидных руд марганца коксом. Этим способом в металлургии обычно получают ферромарганец (~80 % Mn).
Чистый металлический марганец получают электролизом.

Физические свойства

Некоторые свойства приведены в таблице. Другие свойства марганца:

Работа выхода электрона: 4,1 эВ
Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см/см/°C (при 0 °C)
Электропроводность: 0,00695·106 Ом -1 ·см -1
Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K
Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль
Твёрдость

по шкале Бринелля: Мн/м²
по шкале Мооса: 4

Давление паров: 121 Па при 1244 °C
Молярный объём: 7,35 см³/моль

Химические свойства

Характерные степени окисления марганца: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (степени окисления +1, +5 малохарактерны). При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде.
Марганец при нагревании разлагает воду , вытесняя водород. При этом слой образующегося гидроксида 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 Mn 3 C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды. В щелочном растворе марганец устойчив.
Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , MnO 3 (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn 2 O 7 .
Mn 2 O 7 в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного цвета, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn2O7 разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn 2 O 3 и MnO 2 , а также комбинированный оксид Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 , или соль Mn 2 MnO 4). При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит) со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты. Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO 4 − , и из него выпадает коричневый осадок оксида-гидроксида марганца (IV).
Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли (перманганаты) - сильные окислители. Например, перманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде - до соединений марганца (II), в нейтральной - до соединений марганца (IV), в сильно щелочной - до соединений марганца (VI).
При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Под действием сильных окислителей ион Mn 2+ переходит в ион MnO 4 - . Эта реакция используется для качественного определения Mn 2+ (см. в разделе «Определение методами химического анализа»).
При подщелачивании растворов солей Mn (II) из них выпадает осадок гидроксида марганца (II), быстро буреющий на воздухе в результате окисления. Подробное описание реакции см. в разделе «Определение методами химического анализа».
Соли MnCl 3 , Mn 2 (SO 4) 3 неустойчивы. Гидроксиды Mn(OH) 2 и Mn(OH) 3 имеют основный характер, MnO(OH) 2 - амфотерный. Хлорид марганца (IV) MnCl 4 очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения хлора. Нулевая степень окисления у марганца проявляется в соединениях с σ-донорными и π-акцепторными лигандами. Так, для марганца и известен карбонил состава Mn 2 (CO) 10 .
Известны и другие соединения марганца с σ-донорными и π-акцепторными лигандами (PF 3 , NO, N 2 , P(C 5 H 5) 3).

Применение в промышленности

Применение в металлургии

Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, то есть для удаления из неё кислорода. Кроме того, он связывает серу, что также улучшает свойства сталей. Введение до 12-13 % Mn в сталь (так называемая Сталь Гадфильда), иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет сталь, делает её твёрдой и сопротивляющейся износу и ударам (эта сталь резко упрочняется и становится твёрже при ударах). Такая сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д. В «зеркальный чугун» вводится до 20 % Mn. В 1920-х-40х годах применение Марганца позволяло выплавлять броневую сталь. В начале 1950-х годов в журнале Сталь возникла дискуссия по вопросу о возможности снижения содержания марганца в чугуне, и тем самым отказа от поддержки определенного содержания марганца в процессе мартеновской плавки, в которой вместе с В.И. Явойским и В. И. Баптизманским принял участие Е. И. Зарвин, который на основе производственных экспериментов показал нецелесообразность существовавшей технологии. Позже он показал возможность ведения мартеновского процесса на маломарганцовистом чугуне. С пуском ЗСМК началась разработка передела низкомарганцовистых чугунов в конвертерах. Сплав 83 % Cu, 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления реостатов и пр. Марганец вводят в бронзы и латуни.

Применение в химии

Значительное количество диоксида марганца потребляется при производстве марганцево-цинковых гальванических элементов, MnO 2 используется в таких элементах в качестве окислителя-деполяризатора. Соединения марганца также широко используются как в тонком органическом синтезе (MnO 2 и KMnO 4 в качестве окислителей), так и промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов окисления углеводородов, например, в производстве терефталевой кислоты окислением p-ксилола, окисление парафинов в высшие жирные кислоты). Арсенид марганца обладает гигантским магнитокалорическим эффектом, усиливающимся под давлением. Теллурид марганца перспективный термоэлектрический материал (термо-э. д. с 500 мкВ/К).

Биологическая роль и содержание в живых организмах

Марганец содержится в организмах всех растений и животных, хотя его содержание обычно очень мало, порядка тысячных долей процента, он оказывает значительное влияние на жизнедеятельность, то есть является микроэлементом. Марганец оказывает влияние на рост, образование крови и функции половых желёз. Особо богаты марганцем листья свёклы - до 0,03 %, а также большие его количества содержатся в организмах рыжих муравьёв - до 0,05 %. Некоторые бактерии содержат до нескольких процентов марганца. Избыточное накопление марганца в организме сказывается, в первую очередь, на функционировании центральной нервной системы. Это проявляется в утомляемости, сонливости, ухудшении функций памяти. Марганец является политропным ядом, поражающим также лёгкие, сердечно-сосудистую и гепатобиллиарную системы, вызывает аллергический и мутагенный эффект

Токсичность

Токсическая доза для человека составляет 40 мг марганца в день. Летальная доза для человека не определена. При пероральном поступлении марганец относится к наименее ядовитым микроэлементам. Главными признаками отравления марганцем у животных являются угнетение роста, понижение аппетита, нарушение метаболизма железа и изменение функции мозга. Сообщений о случаях отравления марганцем у людей, вызванных приёмом пищи с высоким содержанием марганца, нет. В основном отравление людей наблюдается в случаях хронической ингаляции больших количеств марганца на производстве. Оно проявляется в виде тяжёлых нарушений психики, включая гиперраздражительность, гипермоторику и галлюцинации - «марганцевое безумие». В дальнейшем развиваются изменения в экстрапирамидной системе, подобные болезни Паркинсона. Чтобы развилась клиническая картина хронического отравления марганцем, обычно требуется несколько лет. Она характеризуется достаточно медленным нарастанием патологических изменений в организме, вызываемых повышенным содержанием марганца в окружающей среде (в частности, распространение эндемического зоба, не связанного с дефицитом йода).

Месторождение

Усинское месторождение марганца

Марганцовка. Применение в домашних условиях растворов перманганата калия для обеззараживания и промывания ран, полоскания горла, спринцевания, при отравлении некоторыми веществами требует базового знания свойств этого средства, механизмов его действия и правил разведения.

Марганцовка или перманганат калия это калиевая соль марганцовой кислоты с химической формулой KMnO 4 . Внешне выглядит как тёмно-фиолетовые кристаллы, которые при растворении в воде образуют ярко окрашенный раствор от светло-розового до насыщенного фиолетового цвета в зависимости от концентрации.

Является сильнейшим окислителем. При взаимодействии с восстановителями выделяет атомарный кислород, окисляя металлы, серу, фосфор, органику.

Раствор перманганата калия окисляет многие органические вещества, в том числе белки. За счет этого марганцовка обладает сильным разрушающим действием в отношении органических молекул, например ядов и токсинов, и антисептическим действием на все микроорганизмы. При полоскании и спринцевании в небольших концентрациях растворы перманганата калия оказывает вяжущий эффект, концентрированный раствор оказывает прижигающее действие.

Марганцовка. Применение в медицинских целях.

Кроме того, не допускается взрывоопасное смешивание перманганата калия и активных металлов, серы, фосфора, сахара, глицерина, перекиси водорода и других веществ.

Марганцовка в аптеках

Продажа калия перманганата в России ограничена, поскольку он является прекурсором. В Болгарии марганцовку можно купить в любой аптеке без рецепта. Вот ссылка:

Марганцовка (научное название - марганцовокислый калий) является прекрасным антисептиком. Благодаря своим обеззараживающим свойствам, она широко применяется в медицине и в быту. Широко известна и марганцовка, применение которой помогает справиться даже с садовыми и огородными вредителями. Сильноконцентрированный раствор марганцовки имеет фиолетовый цвет, если добавить в воду совсем немного этого вещества, она станет светло-розовой.

Марганцовка при отравлении поможет промыть желудок и избавить организм от болезнетворных бактерий. Такое обеззараживающее средство разводится в воде, пока она не приобретет бледно-розовый цвет. Полученную жидкость дают выпить больному, после чего необходимо вызвать у него рвоту.

Как правильно приготовить раствор марганцовки?

Очень важно знать, что иногда не все кристаллы вещества полностью растворяются в воде. Как следствие можно получить серьезный ожог слизистой оболочки желудка. Во избежание неприятных последствий рекомендуется сначала приготовить концентрированный раствор, а затем добавить немного такой жидкости в ту воду, которая понадобится для проведения процедуры.

Вода должна быть теплой, поскольку марганцовка плохо растворяется в холодной жидкости. Приготовление раствора в проточной воде позволит ему храниться не более суток, если же использовать дистиллированную воду, срок его хранения увеличивается до полугода. При этом хранить такой раствор нужно в таре с затемненным стеклом, а также избегать попадания прямых лучей солнца.

Марганцовка, применение которой спасет от многих проблем, зачастую сопровождается появлением темных пятен в тех местах, где готовился раствор. Знаете ли вы, как от них избавиться? Для этого бесполезно использовать абразивные чистящие средства. В этом деле поможет аскорбиновая либо щавелевая кислота. Причем удаление такого пятна не потребует от вас никаких усилий. Химическая реакция, которая происходит при контакте этих веществ, заставит пятна исчезнуть самим.

Использование в домашних условиях

Марганцовка, применение которой уместно при купании новорожденных, требует особой внимательности. Ни в коем случае нельзя добавлять в ванну, где будет купаться ребенок, кристаллики этого вещества. Необходимо приготовить раствор, и только после этого добавить его в воду. Помните, что марганцовка может подсушить нежную кожу младенца, поэтому ее концентрация в воде не должна быть превышена.

Прекрасно справляется с конъюнктивитом. Лечение проводится посредством промывания глаз слабым раствором марганцовки. Им можно также полоскать горло при ангине и обрабатывать ротовую полость при стоматите.

Марганцовка, применение которой избавит вас от вышеперечисленных недугов, спасет и от поноса. Специалисты рекомендуют дважды в день выпивать по стакану слабого раствора данного вещества. Как правило, дискомфорт исчезает уже на следующий день.

Такое неприятное и болезненное явление, как можно эффективно устранить, принимая теплые ножные ванночки со слабым раствором марганцовки. Следует помнить, что такое лечение дает результат лишь на начальной стадии возникновения проблемы, когда чувствуется дискомфорт в области большого пальца, наблюдается появление небольших язв возле ногтя, кровь, гной. Для излечения в более серьезных случаях понадобится хирургическое вмешательство.

Марганцовка при молочнице была популярна и широко использовалась еще совсем недавно, однако современная медицина доказала, что раствор этого вещества (даже низкоконцентрированный) пагубно воздействует на микрофлору во влагалище. Поэтому при возникновении такой проблемы следует остановить свой выбор на противогрибковых препаратах, применение которых более эффективно.

Разделы