Необычные свойства этого металла объяснены самим Плинием Старшим. Марганец ценят металлурги и собиратели коллекций минералов.
Также возможно обогащение карбонатной марганцевой руды. Ее обжигают либо выщелачивают, воздействуя серной кислотой.
Физико-химические характеристики
Химические свойства дают основания классифицировать марганец как переходный металл – он проявляет восстановительные и окислительные возможности:
- При нагревании образует соединения с простыми веществами, кислотами, основаниями.
- Образует сплавы почти со всеми металлами.
Наряду с этими достоинствами у марганца есть недостатки:
- Хрупкость, обусловленная структурой вещества. Она позволяет отличить марганец от других металлов.
- Высокая температура кипения.
- Низкая электропроводность.
Данные свойства затрудняют работу с металлом и его применение.
| Марганец / Manganum (Mn), 25 |
| 54,938045 (5) а. е. м. (г/моль) |
| [Ar] 3d5 4s2 |
| 127 пм |
| 117 пм |
| (+7e) 46 (+2e) 80 пм |
| 1,55 (шкала Полинга) |
| −1,180 В |
| 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 |
| 716,8 (7,43) кДж/моль (эВ) |
| 7,21 г/см³ |
| 1 517 K |
| 2 235 K |
| 13,4 кДж/моль |
| 221 кДж/моль |
| 26,3 Дж/(K·моль) |
| 7,35 см³/моль |
| кубическая |
| 8,890 Å |
| 400 K |
| (300 K) 6,87 Вт/(м·К) |
| 7439-96-5 |
Особенность вещества – четыре структурные модификации. Каждая устойчива в определенном температурном промежутке. Эту характеристику учитывают при изготовлении сплавов с марганцем.
В обычных условиях металл малоактивен: этому способствует плотный оксидный слой, образующийся на воздухе.
Где используется
Хрупкость исключает применение марганца в чистом виде. Востребованы марганцевые сплавы и соединения.
Металлургия
Главный потребитель сырья (90%) – металлургия.
Здесь металл используется как легирующий компонент сталей:
- 1% элемента превращает сталь в нержавеющую, делает алюминиевые сплавы коррозиестойкими.
- 12,8%-13,1% Mn в разы повышают прочность, твердость стали. Она становится неуязвимой к ударам, износу.
- Сплав из 13% Mn (плюс медь и никель) наделен высоким электрическим сопротивлением, «равнодушным» к колебаниям температуры.
- 20% необходимы, чтобы чугун стал «зеркальным».
Востребованы сплавы элемента с железом, углеродом, кремнием.
На их основе создается продукция для разных отраслей хозяйства – от брони, землеройной и дробильной техники до оборудования для пищепрома.
Для получения тонны стали расходуется 7,5 кг марганца.
Другие отрасли
Соединения марганца востребованы разными сегментами рынка:
- Электротехника (реостаты).
- Химическая отрасль (промышленный и тонкий органический синтез).
- Выработка текстиля, стекла.
- Производство минеральных удобрений.
- Тара для хранения пищевых продуктов.
Сплавы металла с медью – материал деталей судов, контактирующих с соленой (океанской либо морской) водой.
Значение для человека
Марганец изначально присутствует в биологических организмах. Его содержание измеряется тысячными долями процента, но без этого микроэлемента жизнедеятельность невозможна.
В растительном сегменте металл – «участник» процесса фотосинтеза.
Питание
Марганцем богаты:
- Бобовые – горох, чечевица, фасоль.
- Крупы – пшеничная, овсяная, рисовая, гречневая.
- Злаки – пшеница, рожь.
- Грибы – белые, лисички, подосиновики.
- Орехи – грецкие, арахис, миндаль, фундук, фисташки.
- Зелень – укроп, шпинат, салат, свекольная ботва.
- Ягоды – черная смородина, малина, черника, брусника.
Микроэлементом насыщены говяжья печень, абрикосы, чеснок.
Жизненные процессы
Металл участвует в работе систем организма:
- Понижает в крови уровень сахара, предотвращая диабет.
- Синтезирует «хороший» холестерин, тормозит образование «плохого».
- Нормализует работу поджелудочной железы, нервной системы, головного мозга.
- Регулирует липидный обмен, препятствуя ожирению печени.
- Содействует росту костей, тканей организма.
Это активатор ферментов, без которых усложнено усвоение организмом полезных веществ.
Симптомы избытка/дефицита
Дефицит марганца ведет к анемичности, хрупкости костей, задержке роста, атрофии яичников и яичек. Это может проявиться у людей, чей рацион питания перенасыщен углеводами.
Об избытке металла сигнализируют плохой аппетит, сонливость, боли в мышцах. Опасное последствие – деформация костей (марганцевый рахит).
Взрослому человеку ежесуточно требуется 4,5-9,5 мг марганца.
Предостережение
Отравиться, объевшись пищей, богатой марганцем, невозможно.
Он токсичен только при постоянном вдыхании воздуха, загрязненного данным веществом:
- Такие условия характерны для предприятий металлургии.
- Симптомы отравления металлом отражаются на психике: повышенная раздражительность, моторика.
- Профессиональное заболевание работников горячих цехов таких предприятий – «марганцевое безумие» (проявляется как галлюцинации).
Распознать хроническое отравление веществом можно лишь за несколько лет.
Для интоксикации человеку достаточно 38-41 мг марганца в день.
Источник: