Mn в химии: свойства и молярная масса

История – краткая справка

Впервые шведский химик К.В. Шееле в 1774 году. Для подтверждения своих исследований ученый отправил образцы пиролюзита другому шведскому химику Ю.Г. Гана, а он, в свою очередь, провел эксперимент: нагревая руду с углем, ему удалось получить металлический марганец.

Тот же пиролюзит использовался с древних времен для осветления стекла во время его обжига. Его называют «черной магнезией» и разновидностью магнитной железной руды, хотя этот минерал не притягивается магнитом.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Путем окисления растворенным в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO2 xH2O) опускается в нижние слои океана, образуя на дне так называемые железо-марганцевые конкреции, в которых количество марганца может достигать 45% (они также содержат примеси меди, никеля, кобальта). Такие конкреции могут стать источником марганца для промышленности в будущем.

В России это дефицитное сырье, известны месторождения «Усинское» в Кемеровской области, «Полуночное» в Свердловской области, «Порожинское» в Красноярском крае, «Южно-Хинганское» в Еврейской автономной области, район «Рогачево-Тайнинская» и «Северо-Тайнинское» База на Новой Земле.

Меры предосторожности

Марганец является важным элементом, но длительное воздействие его соединений может оказывать негативное воздействие на нервную систему, дыхательную систему и другие проблемы со здоровьем

Эти проблемы включают слабость, сонливость, утомляемость, эмоциональные расстройства и даже паралич. Единственный способ получить такую ​​большую дозу — работать на фабрике или шахте. Наиболее частые случаи отравления связаны с производством стали, керамики, стекла, краски, линолеума, фосфора, сухих батарей и фейерверков.

Марганец — химический элемент: переходный металл

Если рассматривать электронную конфигурацию восстановленного атома, его формула будет иметь вид: 1s22s22p63s23p64s23d5. Становится очевидным, что рассматриваемый элемент является переходным металлом d-семейства. Пять электронов на подуровне 3d указывают на стабильность атома, которая проявляется в его химических свойствах.

Как металл, марганец является восстановителем, но большинство его соединений способны проявлять довольно сильные окислительные способности. Это связано с различными степенями окисления и валентностями, которыми обладает этот элемент. В этом особенность всех металлов этого семейства.

Следовательно, марганец — это химический элемент, расположенный между другими атомами и обладающий особыми характеристиками. Рассмотрим подробнее, что это за свойства.

Свойства

Химический элемент с номером 25 относится к металлам и называется марганец (Manganum, марганец). Его называют черными металлами.

Химические свойства марганца:

1. На воздухе поверхность покрыта оксидным слоем, который ее пассивирует.
2. Практически не вступает в реакцию со щелочами.
3. При нагревании взаимодействует с кислотами-окислителями, образуя соли.
4. В виде мелкого порошка он пирофорен.
5. Степени окисления: 0, +2, +3, +4, +6, +7; сильный окислитель.
6. Марганец образует многочисленные соли и бинарные соединения.

Свойства атомаИмя, символ, номерАтомная масса(молярная масса)Электронная конфигурацияРадиус атомаХимические свойстваКовалентный радиусИонный радиусЭлектроотрицательностьЭлектродный потенциалСостояния окисленияИонизированная энергия(первый электрон)Термодинамические свойства простого веществаПлотность (до нет.)Температура плавленияТемпература кипенияУд тепло плавленияУд теплота испаренияМолярная теплоемкостьМолярный объемКристаллическая решетка простого веществаРетикулярная структураПараметры решеткиТемпература ДебаяДругие характеристикиТеплопроводностьКоличество CAS

Марганец / марганец (Mn), 25

54.938045 (5) 1 a em (г / моль)

Ar 3d5 4s2

127 вечера

117 часов

(+ 7e) 46 (+ 2e) 80 часов

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

1517 К

2235 К

13,4 кДж / моль

221 кДж / моль

26,3 2 Дж / (К · моль)

7,35 см³ / моль

куб

8 890

400 К

(300 K) 6,87 3 Вт / (м K)

7439-96-5

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д. И. Менделеева: в старой версии — IV период, IV ряд, VII группа, в новой версии таблицы — 7 групп, 4 периода.

• Атомный номер — 24
• Атомная масса — 54 938 а.е.м.
• Электронная конфигурация — Ar 3d5 4s2
• Температура плавления (° C) — 1243,85 (1517 К)
• Температура кипения (° С) — 1961,85 (2235 К).
• CAS: 7439-96-5.

Физико-химические свойства

Чистый марганец — твердый, но в то же время хрупкий металл серебристо-белого цвета, который относится к черным металлам. Когда он взаимодействует с кислородом, он покрывается тонкой пленкой непрозрачного сероватого оксида. На сегодняшний день известно 4 формы марганца: 1 с тетрагональной решеткой, остальные с кубической. α-Mn, β-Mn, -Mn, -Mn. Самый хрупкий — это альфа-марганец, который при нагревании до 705 ° C переходит в бета-форму и так далее, вплоть до наиболее пластичного — дельта-Mn (от t = + 1133 ° C).

Его физические свойства включают электрическую проводимость и парамагнетизм.

Mn растворяется в воде, поглощает водород.

Он вызывает активную реакцию при сильном нагревании, вплоть до самовозгорания при взаимодействии с глицерином, дубильными веществами, сахарозой и различными легкоокисляющимися веществами.

он способен вызвать взрыв, когда перманганат калия (KMnO4) сочетается с активными металлами и неметаллами в виде порошков и органических веществ: хлор, сера, алюминий, кальций, магний, бор, фосфор, кремний, азот и другие.

Влияние на окружающую среду

Соединения марганца существуют в природе в виде твердых частиц в почве, воздухе и мелких частиц в воде. Люди увеличивают его концентрацию из-за промышленной деятельности и сжигания ископаемых продуктов. Этот искусственный металл также может попадать в почву на поверхности воды в качестве пестицида.

Высокотоксичные концентрации в почве могут вызвать воспаление клеточной стенки растений, обгоревшие листья и коричневые пятна на них. Недостаток этого элемента также может вызвать эти эффекты.

Значение для человека

Марганец естественным образом присутствует в биологических организмах. Его содержание измеряется тысячными долями процента, но без этого микроэлемента жизнедеятельность невозможна.

В сегменте растений металл является «участником» процесса фотосинтеза.

Питание

Богаты марганцем:

• Бобовые — горох, чечевица, фасоль.
• Крупа — пшеничная, овсяная, рисовая, гречневая.
• Злаки — пшеница, рожь.
• Грибы — белые, лисички, осины.
• Орехи — грецкие орехи, арахис, миндаль, фундук, фисташки.
• Овощи — укроп, шпинат, салат, ботва свеклы.
• Ягоды — черная смородина, малина, черника, клюква.

Микроэлементом насыщена говяжья печень, абрикосы, чеснок.

Жизненные процессы

Металл участвует в работе систем организма:

• Снижает уровень сахара в крови, предотвращая диабет.
• Он синтезирует «хороший» холестерин, тормозит образование «плохого».
• Нормализует работу поджелудочной железы, нервной системы, головного мозга.
• Регулирует липидный обмен, предотвращая стеатоз печени.
• Способствует росту костей, тканей тела.

это активатор ферментов, без которого усвоение организмом полезных веществ затруднено.

Симптомы избытка/дефицита

Дефицит марганца приводит к анемии, ломкости костей, задержке роста, атрофии яичников и яичек. Это может произойти у людей, чей рацион перенасыщен углеводами.

Об избытке металла свидетельствует плохой аппетит, сонливость и мышечные боли. Опасное последствие — деформация костей (марганцевый рахит).

Взрослому человеку необходимо 4,5-9,5 мг марганца в сутки.

Марганец — химический элемент. Степень окисления

Мы уже приводили электронную формулу атома. По ее словам, этот элемент способен проявлять несколько положительных степеней окисления. Это:

<li>0; <li>+2; <li>+3; <li>+4; <li>+6;
• +7.

Валентность атома IV. Наиболее устойчивы те соединения, в которых значения +2, +4, +6 присутствуют в марганце. Более высокая степень окисления позволяет соединениям действовать как сильнейшие окислители. Например: KMnO4, Mn2O7.

Соединения с +2 являются восстановителями, гидроксид марганца (II) обладает амфотерными свойствами, с преобладанием основных. Промежуточные степени окисления образуют амфотерные соединения.

Плюсы и минусы

Рассмотрим характеристики марганцевых сплавов.

Достоинство	Недостатки
Химическая активность металла позволяет получать множество соединений с разными свойствами	Высокая твердость в сочетании с хрупкостью ограничивает использование металла
Марганец образует сплавы почти со всеми металлами	Низкая электропроводность не позволяет использовать элемент в электротехнике
В сталелитейной промышленности углеродистые и кремниевые сплавы незаменимы	Высокая температура кипения затрудняет работу с металлом
Соединения железа и марганца в любом соотношении образуют твердые растворы	Недостатки металла — следствие особенностей его строения

значение металла как лигатуры трудно переоценить.

Сплавы

Добавление марганца придает стальным сплавам прочность, твердость и пластичность.

Марганец металлический Mn95

Прекрасный сплав под названием Hadfield Steel обладает превосходными свойствами:

• высокая износостойкость;
• твердость;
• вязкость;
• высокий срок службы.

Лига	Содержание марганца (в %%)
Ферромарганец	50-82
Силикомарганец	55-75
Фосфорно-марганцевый	65
Разъяснил силикон	18-30
Медно-марганец	25-30
Зеркальное чугун (объяснено)	8-35

Марганцевая бронза обладает высокой прочностью на разрыв.

Формула успеха металла в различных свойствах сплавов и соединений марганца.

Нахождение в природе

Этот металл — чрезвычайно универсальный элемент. Он может существовать в шести различных степенях окисления, но никогда не встречается в природе в чистом виде. Обычно он находится либо в его восстановленном состоянии +2, которое легко растворяется в воде, либо в состоянии +4, образуя гораздо больше типов нерастворимых оксидов.

Обычный метод производства заключается в нагревании диоксида марганца (MnO 2) с углеродом или алюминием. Реакция с этими элементами удаляет кислород и оставляет металл чистым.

Наиболее распространенными минералами, содержащими марганец, являются пиролюзит, манганит, псиломель и родохрозит. Крупнейшие поставщики руды в мире:

• Китай.
• Южная Африка.
• Украина.
• Бразилия.
• Австралия.
• Габон и Казахстан.

Этот элемент также в изобилии встречается на дне океана. По оценкам ученых, на дне Мирового океана и великих озер можно найти до 1,5 триллиона тонн марганцевых конкреций. Но в настоящее время нет эффективного способа добычи этих минералов.

Использование в промышленности

Марганец — химический элемент, использование которого важно не только в металлургии, но и в других областях. Помимо чистого металла большое значение имеют также различные соединения данного атома. Указываем на основные.

1. Есть несколько типов сплавов, которые благодаря марганцу обладают уникальными свойствами. Например, сталь Гадфилда настолько прочна и износостойка, что ее используют для литья деталей экскаваторов, камнеобрабатывающих машин, дробилок, шаровых мельниц и деталей брони.
2. Диоксид марганца — незаменимый окислитель в гальванике; он используется при создании деполяризаторов.
3. Многие соединения марганца необходимы для органического синтеза различных веществ.
4. Перманганат калия (или перманганат калия) используется в медицине как мощное дезинфицирующее средство.
5. Этот элемент входит в состав бронзы, латуни, образует с медью собственный сплав, который используется для изготовления турбин, лопаток и других деталей самолетов.

Биологическая роль и функции марганца в организме

Что такое марганец для организма? Как упоминалось в начале, Mn важен для кроветворения, метаболизма различных веществ и активации ферментов. Правда, биологическую роль марганца в организме играют только его формы двухвалентного Mn (II) и трехвалентного Mn (III.

Mn всасывается в тонком кишечнике, откуда он попадает в кровь в количестве 5% и через воротную вену достигает печени, основного депозита этого элемента в организме. Остальные 95% марганца выводится с фекалиями и некоторое количество с мочой. Помимо печени, значительные отложения Mn находятся в почках, поджелудочной железе, печени, миокарде и головном мозге.

Количество марганца в тканях среднего взрослого человека колеблется от 10 до 20 мг.

Марганец выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

это важно для усвоения организмом кальция, одного из основных строительных блоков костной ткани. Так, ученые отметили, что при дефиците марганца плотность костей снижается, что увеличивает риск остеопороза и появления переломов от незначительных ударов / падений. При этом страдают зубы.

А марганец также входит в состав синовиальной жидкости и хряща, поэтому в сочетании с полезной функцией в формировании костей этот элемент в этой области необходим для здоровья всей опорно-двигательной системы, в т.ч и для ее заживления от травм.

Важен для усвоения витаминов B, C, E, меди и многих других питательных веществ. Некоторые из них являются сильными антиоксидантами, а это означает, что Mn косвенно защищает организм от свободных радикалов и, как следствие, от развития рака, преждевременного старения, тормозит разрушение питательных веществ из пищи и укрепляет иммунную систему.

Антиоксидантная активность комплекса вышеупомянутых витаминов с марганцем придает эластичность и упругость коже, силу волосам, здоровье ногтей. Снижает негативное воздействие ультрафиолетовых лучей (солнца) на кожу).

Это часть митохондрий, которые, «питаясь» кислородом (O2), производят молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), которые являются энергией для различных биохимических процессов в организме. Он также помогает глюкозе проникать в клетки с последующим ее распадом и образованием АТФ. Все эти процессы увеличивают физическую силу и выносливость человека.

Он играет важную роль в катаболизме. Незаменим для нормального метаболизма белков, жиров и углеводов. В частности, во время расщепления белков Mn способствует образованию креатинина, мочевины и азотных продуктов. Участвует в синтезе жирных кислот.

Регулируя липидный обмен, он предотвращает отложение атеросклеротических бляшек на стенках сосудов, жировую дегенерацию печени и подкожные жировые отложения, сводя к минимуму риск развития ожирения и целлюлита.

Помимо профилактики жирового гепатита, Mn и в целом благотворно влияет на функцию печени — помогает лучше выполнять фильтрационную функцию, способствует накоплению гликогена в мышцах и тканях печени.

Он участвует в образовании нейромедиаторов, благодаря чему является неотъемлемой частью передачи нервных импульсов и управления мозгом всего организма. А это, в свою очередь, залог хорошей памяти, когнитивной функции, профилактики стрессов, раздражительности.

В сочетании с медью и железом он участвует в кроветворении и свертывании крови.

Важен для эндокринной системы. Усиливает действие инсулина, увеличивает выработку гормонов щитовидной железы, половых гормонов. Регулирует менструальный цикл.

Предупреждает бесплодие, способствует формированию плода, улучшает лактацию.

Применение марганца в других сферах человеческой жизни

• Он используется для производства перманганата калия (перманганата калия), обладающего антисептическим действием. Для прижигания ран можно использовать высококонцентрированный раствор перманганата калия.
• Его используют для производства высокопрочной стали и других отраслей сталелитейной промышленности.
• Он входит в состав манганина (Mn + Cu + Ni), который используется в производстве высокоточных электроизмерительных приборов.
• Вместе с медью он используется для изготовления манометров.
• Для изготовления пиротехнических изделий;
• Также используется в авиастроении и других сферах жизни человека.

Марганец — суточная потребность

Суточная потребность взрослого человека в марганце составляет 1,8–3 мг3.

Максимальная суточная доза Mn составляет 11 мг.

Суточная потребность в Mn в зависимости от пола и возраста:

• Детям до 2 лет — 0,3 мг;
• Детям от 3 до 5 лет — 0,5-0,6 мг;
• Детям от 6 до 8 лет — 0,7-0,8 мг;
• Детям от 9 до 13 лет — 1 мг;
• Подростки от 14 до 18 лет (мальчики / девочки) — 2 / 1,5 мг;
• Взрослые мужчины — 3-5 мг;
• Взрослые женщины — 2,5-3 мг;
• При беременности и кормлении грудью — до 5 мг.

Суточная доза кремния увеличивается в следующих случаях:

• Во время беременности и кормления грудью;
• Повышенные физические и умственные нагрузки;
• Серьезные заболевания опорно-двигательного аппарата и других систем.
• Лечебная доза марганца составляет до 11 мг в сутки.

Физиологическое действие

Содержание марганца в организме взрослого человека невелико, 10-20 мг. Это намного ниже, чем содержание других металлов: калия, кальция, железа, натрия, меди, цинка. Поэтому сначала Mn не считался жизненно важным элементом и считалось, что его присутствие в организме вовсе не обязательно.

Ведь не все разновидности этого микроэлемента нас интересуют. Двухвалентный и трехвалентный марганец, Mn (II) и Mn (III) участвуют в физиологических процессах).

Физиологическая ценность заключается в том, что он регулирует усвоение многих других полезных веществ (нутриентов). Среди этих питательных веществ есть медь, витамины группы B, в частности витамин. B1 (тиамин) и вит. В4 (холин). Кроме того, он положительно влияет на всасывание витамина. E (токоферол) и вит. С (аскорбиновая кислота). Эти витамины — мощные антиоксиданты.

Следовательно, марганец также обладает антиоксидантным действием. Как антиоксидант, он связывает свободные радикалы и предотвращает их повреждение клеток. Следовательно, он укрепляет иммунную систему и предотвращает образование злокачественных новообразований.

Кроме того, Mn является частью многих ферментных систем. Большая часть этого микроэлемента содержится в митохондриях, где он участвует в накоплении энергии в виде молекул АТФ. Кроме того, он обеспечивает метаболизм (обмен) углеводов, белков и липидов (жиров). Стимулирует катаболические процессы с расщеплением веществ и ускорением метаболических реакций.

Во время использования белков под влиянием марганца они разлагаются с образованием конечных азотных продуктов, мочевины и креатинина. В результате высвобождается энергия. Этот процесс имеет большое практическое значение при выполнении физической работы.

Он способствует синтезу жирных кислот, облегчает всасывание липидов и участвует в их расщеплении. Липиды являются энергоемкими соединениями и благодаря этому полностью расходуются с выделением максимального количества энергии. В то же время Mn предотвращает отложение жировых масс в подкожном слое при развитии ожирения.

При потреблении жиров снижается выработка холестерина низкой плотности, который не откладывается на стенках сосудов в виде атеросклеротических бляшек. Кроме того, марганец в значительной степени предотвращает жировую инфильтрацию печени (жировой гепатит). Благодаря Mn улучшается функция печени по связыванию и выведению многих токсичных соединений вместе с желчью.

Кроме того, Mn отвечает за отложение и накопление гликогена в печени и скелетных мышцах. В целом его влияние на углеводный обмен многогранно. Обладает инсулиноподобным действием, способствует транспорту глюкозы в клетку и ее последующему расщеплению с образованием АТФ. Именно поэтому он сконцентрирован в митохондриях.

В то же время, по некоторым данным, при дефиците глюкозы он способен запускать процессы гликонеогенеза, синтеза глюкозы из белковых и липидных соединений. Другой микроэлемент способствует распространению нервных импульсов, поскольку участвует в синтезе нейромедиаторных веществ.

Стимуляция метаболических процессов в мышечной ткани марганцем приводит к увеличению мышечной силы и выносливости. Кроме того, укрепляет кости. Он также образует хрящи, регулирует состав внутрисуставной или синовиальной жидкости. Таким образом, Mn улучшает состояние и функцию суставов, предотвращает развитие в них дегенеративных и воспалительных процессов.

Вместе с медью участвует в кроветворении, стимулирует свертывание крови. А еще этот микроэлемент оказывает омолаживающее действие. Под его воздействием кожа становится упругой и эластичной. Замедляются естественные процессы, связанные со старением.

Кроме того, он повышает сопротивляемость кожи ультрафиолетовым лучам и предотвращает развитие злокачественных новообразований кожи.

Его влияние на состояние органов и систем во многом достигается через эндокринную систему. Усиливают действие инсулина. Именно благодаря этому всасывается глюкоза и снижается риск диабета.

Этот микроэлемент также оказывает стимулирующее действие на гипофизарно-надпочечниковую систему. Марганец увеличивает выработку гормонов щитовидной железы.

Mn одинаково действует на мужские и женские половые гормоны. Он активирует сперматогенез у мужчин, участвует в регуляции менструального цикла у женщин и предотвращает бесплодие у обоих полов. По мере развития беременности марганец вместе с другими питательными веществами образует органы и ткани плода. После родов стимулирует кормление грудью.

Производство

В основном марганец сопровождает железо в минералах, но есть и самостоятельные месторождения. Таким образом, на территории Чиатурского месторождения сосредоточено до 40% мировых запасов марганцевой руды.

Элемент рассредоточен почти во всех породах и легко смывается. Его содержание в морской воде невелико, но на дне океанов он вместе с железом образует конкреции, в которых содержание элемента достигает 45%. Эти месторождения считаются перспективными для дальнейшей разработки.

На территории России мало крупных месторождений марганца, поэтому для Российской Федерации это крайне дефицитное сырье.

Самые известные минералы — пиролюзит, магнетит, браунит, марганцевый шпат и так далее. Содержание элемента в них колеблется от 62 до 69%. Их добывают из моей собственной карьеры или методом. Как правило, минерал предварительно обогащается.

Получение марганца напрямую связано с его использованием. Его основным потребителем является сталелитейная промышленность, и для его нужд требуется не сам металл, а его комбинация с ферро-ферромарганцем. Поэтому, говоря о производстве марганца, мы часто подразумеваем соединение, необходимое в черной металлургии.

Ранее ферромарганец производился в доменных печах. Но из-за нехватки кокса и необходимости использовать минералы с низким содержанием марганца производители перешли на плавку в электрических печах.

Для плавки используют открытые и закрытые печи, футерованные углем, затем получают углеродный ферромарганец. Плавка осуществляется при напряжении 110-160 В двумя способами — флюсовым и неплавковым. Второй способ дешевле, так как позволяет более полно извлечь элемент, однако при высоком содержании кремнезема в минерале возможен только флюсовый метод.

• Беспоточный метод — это непрерывный процесс. Шихта из марганцевой, коксовой и железной стружки загружается по мере ее переплавки. Важно поддерживать достаточное количество восстановителя. Ферромарганец и шлак выгружаются одновременно 5-6 раз за смену.
• Силициомарганец получают аналогичным способом в электроплавильной печи. В наполнитель, помимо минерала, входит марганцевый шлак — без фосфора, кварцита и кокса.
• Металлический марганец получают аналогично плавлению ферромарганца. Сырье — это отходы от литья и резки сплава. После расплавления сплава и шихты добавляют силикомарганец и за 30 минут до окончания плавления продувают сжатым воздухом.
• Химически чистое вещество получают электролизом.

Нехватка марганца — симптомы и причины

Симптомы дефицита марганца очень похожи на симптомы дефицита других питательных веществ и могут быть выражены следующим образом:

• Ухудшение психической функции, сонливость;
• Склонность к раздражению, агрессии, сильным переживаниям второстепенных ситуаций;
• Слабость, снижение мышечной силы и, в случае сильного дефицита, могут появиться мышечные судороги;
• Длительный дефицит приводит к снижению концентрации кальция в организме, развитию остеопороза и склонности к переломам;
• Нарушение кроветворения, анемия;
• Развитие атеросклероза с дальнейшими нарушениями работы сердечно-сосудистой системы в виде аритмий, изменений артериального давления;
• Ухудшение здоровья кожи, дряблость, преждевременное появление морщин, а также склонность к аллергии и высыпаниям;
• Повышенное выпадение волос и ломкость ногтей
• Снижается реактивность иммунной системы, что может стать причиной частых простудных и других инфекционных заболеваний;
• Нарушение фертильности у мужчин и женщин — ухудшение качества мужской спермы и функции яичников у представительниц прекрасного пола;
• Риск развития рака.

Симптомы дефицита Mn начинают проявляться при его длительном приеме на уровне 1 мг в день или меньше.

Причины нехватки Mn

• Употребление в пищу некачественных продуктов, то есть продуктов с низким содержанием витаминов и макроэлементов — фаст-фуд, полуфабрикатов, ГМО и т.д.
• Длительное голодание, строгие диеты;
• Злоупотребление сладкими напитками и напитками с кофеином;
• Заболевания желудочно-кишечного тракта, при которых нарушается всасывание питательных веществ — энтерит, дуоденит и другие;
• Повышение дозировки кальция и железа;
• Чрезмерные физические и умственные нагрузки, при которых из-за ускорения кровообращения и обмена веществ потребление АТФ и различных элементов намного выше, чем у человека с гиподинамикой (малоподвижный;
• Вредные привычки в виде курения и злоупотребления алкоголем
• Регулярное отравление организма различными ядовитыми веществами: рыбой на опасных производствах, неблагоприятной экологической обстановкой по месту жительства, например, в центре города с повышенным транспортным потоком;
• Половое созревание, беременность;
• Заболевания женщин, сопровождающиеся нарушением функции яичников;
• Естественное старение организма, при котором многие вещества усваиваются хуже, чем в молодом возрасте.

Химические особенности

Этот химический элемент имеет символ Mn, атомный номер 25 и молярную массу ядра 54,938. Химические свойства марганца определяются его умеренной активностью. При нагревании он медленно соединяется с кислородом воздуха с образованием диоксида (MnO2). При более высоких температурах он вступает в реакцию с неметаллами и может даже гореть, излучая яркий белый свет. Он медленно реагирует с холодной водой с образованием гидроксида, но более быстро с горячей водой или паром, образуя светло-розовый студенистый осадок.

Марганец растворяется в большинстве кислот с выделением газообразного водорода и соединяется с фтором и хлоридом с образованием дифторида (MnF 2) и дихлорида (MnCl 2).

Реагирует при повышенных температурах с галогенами, серой, азотом, углеродом, кремнием, фосфором и бором. Степень окисления марганца колеблется от +2 (валентность марганца II) до +7 (валентность VII). Наиболее распространены степени окисления 2+, 4+ и 7+.

Все соединения, кроме содержащих MnII, ярко окрашены. Например, перманганат калия KmnO4 при разложении дает пурпурно-красные водные растворы; Манганат калия, K2MnO4, дает темно-зеленые растворы.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Марганец является 14-м элементом по распространенности на Земле, и после железа он является вторым тяжелым металлом, содержащимся в земной коре (0,03% от общего числа атомов в земной коре). Весовое количество марганца увеличивается от кислых пород (600 г / т) до основных пород (2,2 кг / т). Он сопровождает железо во многих минералах, но есть и независимые месторождения марганца. Месторождение Чиатура (Кутаисский район) содержит до 40% марганцевых руд. Марганец, диспергированный в породах, смывается водой и уносится в Мировой океан. В то же время его содержание в морской воде незначительно (10-7-10-6%), а в глубоководных частях океана его концентрация увеличивается до 0,3 %.

Промышленное производство марганца начинается с добычи и переработки полезных ископаемых. Если используется карбонатная марганцевая руда, ее предварительно обжигают. В некоторых случаях минерал дополнительно подвергают выщелачиванию серной кислотой. Затем обычно марганец в полученном концентрате восстанавливают коксом (карботермическое восстановление).

Причины и признаки дефицита

О дефиците марганца говорят в тех случаях, когда его суточная норма в организме взрослого человека составляет менее 1 мг. Основная причина — низкое содержание в рационе натуральных продуктов, содержащих микроэлемент, преобладание рафинированных продуктов или продуктов, содержащих большое количество синтетических ингредиентов.

Кроме того, при многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) всасывание микроэлемента в тонком кишечнике ухудшается. Этому также способствует прием препаратов, содержащих кальций и железо.

Дело в том, что эти два минерала ухудшают усвоение марганца. С возрастом всасывание ухудшается и дефицит этого микроэлемента часто наблюдается у пожилых людей.

Некоторые условия сопровождаются увеличением расхода Mn:

• физическая активность (тяжелая работа, спорт)
• умственное и умственное напряжение
• диабет
• хроническая интоксикация на опасных производствах, проживание в экологически неблагополучных регионах
• алкоголизм
• беременность
• период быстрого роста
• «женские» заболевания с нарушением гормональной функции яичников.

Сами по себе эти условия не всегда приводят к дефициту марганца. Однако если они сочетаются между собой, а также при неправильном питании, заболеваниях ЖКТ, то, скорее всего, его содержание в организме будет снижено.

Признаки дефицита марганца неспецифичны и во многом похожи на признаки дефицита других питательных веществ. Отмечаются общая слабость, ухудшение психических функций, нестабильность психики. Больные жалуются на головокружение, плохую координацию движений. Мышечный тонус снижен, в некоторых случаях отмечаются мышечные судороги.

В костной ткани происходят изменения, аналогичные тем, которые возникают при дефиците кальция. Снижается плотность костной ткани, развивается остеопороз и повышается риск переломов.

Остеоартроз образуется в суставах из-за дегенерации суставного хряща. Другие патологические состояния, связанные с дефицитом марганца, включают анемию, атеросклероз и снижение иммунитета.

Повышает риск сахарного диабета, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, аллергических реакций с кожными высыпаниями, отеками и бронхоспазмом. Признаки старения появляются рано; морщинистая кожа с пигментными пятнами, выпадение волос, замедление роста ногтей. Из-за гормонального дисбаланса часто возникает бесплодие.

У детей дефицит чаще всего носит пищевой характер и часто сочетается с дефицитом других питательных веществ. Эти дети отстают в умственном и физическом развитии. Часто болеют инфекционными заболеваниями, страдают аллергией. Иногда отмечается судорожный синдром.

Переработка марганцевых руд

Производство зависит от потребностей различных секторов.

Способы получения металла:

• восстановление пиролюзита кремнием, углеродом (редко — алюминием);
• электролиз раствора MnSO4; полученный продукт наносится на катод;
• чистый металлический марганец получают электролитическим способом;
• в промышленных масштабах марганец часто получают в реакции восстановления угля из смеси марганцевой и железной руд.

Применение марганца в медицине

В медицине марганец в основном используется в виде перманганата калия («перманганат калия», лат. Kalii permanganas).

Применение перманганата калия целесообразно в следующих случаях:

• Антисептическое средство — для полоскания ротоглотки, обработки ожогов и других ран на коже, послеоперационного лечения, гинекологической и урологической чистки;
• Выведение из организма следующих токсинов (0,02-0,1% раствор) — морфина, аконитина и многих других алкалоидов;
• Промывание желудка при отравлении.

Избыток марганца

возможна и передозировка этим полезным микроэлементом, но не с пищей, ведь получить токсичную дозу марганца с пищей практически невозможно, желудок сломается быстрее.

Важно! Симптомы появляются при суточной дозе 40 мг нутриента!

Отравление марганцем сопровождается следующими симптомами:

• Нарушение работы головного мозга — вялость, раздражительность, компульсии;
• Нарушенный аппетит, тошнота, приступы рвоты;
• Развитие паркинсонизма;
• Развитие рахита.

Структура и состав

Описаны четыре структурные модификации вещества, каждая из которых стабильна в определенном температурном диапазоне. Слияние с некоторыми металлами может стабилизировать любую фазу.

• До 707 C изменение на стабильно. — объемно-центрированная кубическая решетка, элементарная ячейка которой состоит из 58 атомов. Эта структура очень сложна и обуславливает высокую хрупкость вещества. Его показатели — теплоемкость, теплопроводность, плотность — задаются как свойства вещества.
• При 700-1079 C фаза b стабильна с таким же типом решетки, но с более простой структурой: ячейка состоит из 20 атомов. В этой фазе марганец проявляет некоторую пластичность. Плотность модификации b составляет 7,26 г / куб. См. Фазу исправить легко — закалкой вещества при температуре выше температуры фазового перехода.
• При температурах от 1079 ° C до 1143 ° C g-фаза стабильна. Он характеризуется гранецентрированной кубической решеткой с ячейкой из 4 атомов. Модификация пластиковая. Однако полностью зафиксировать фазу при охлаждении не представляется возможным. При температуре перехода плотность металла составляет 6,37 г / куб см, нормальная — 7,21 г / куб см.
• Выше температуры 1143 C и до кипения фаза d стабилизируется с помощью объемно-центрированной кубической решетки, ячейка которой включает 2 атома. Плотность модификации — 6,28 г / см см. Интересно, что d-Mn может переходить в высокотемпературное антиферромагнитное состояние — 303 С.

Фазовые переходы имеют большое значение при приготовлении различных сплавов, тем более что физические характеристики структурных изменений различаются.

Месторождения, добыча и цены

• 40% минералов марганца на планете сосредоточено в Грузии (Чиатурское месторождение).
• В России всего несколько крупных месторождений: в Кемеровской области, в Еврейской автономной области, в Свердловске, в Красноярском крае, на Новой Земле.

Марганец металлический мн95

Добыча сырья традиционная: карьер или рудник.

Цены доступны на мировых биржах: тонна металла Mn95 стоит 2100 долларов.

Синтетические аналоги

Самый известный марганецсодержащий препарат — перманганат калия, KMnO4 или просто перманганат калия. Правда, его применяют только как наружный антисептик для обработки ран, ожогов кожи, полоскания ротоглотки при простудных заболеваниях.

Иногда перманганат калия принимают как рвотное средство во время промывания желудка при некоторых отравлениях. Хотя использование препарата в этом качестве вызывает большие споры. Во-первых, очень сложно найти оптимальную концентрацию.

Концентрированный перманганат калия может вызвать ожоги слизистой оболочки полости рта, пищевода и желудка. А во-вторых, часть его всасывается при приеме внутрь, и можно добиться отравления марганцем.

Что касается марганецсодержащих препаратов для приема внутрь в форме капсул и таблеток, то это не фармацевтические препараты, а пищевые добавки.

Здесь соединения марганца часто сочетаются с другими минералами и витаминами. Эти препараты используются в качестве адъювантов при иммунодефиците, остеопорозе, анемии, умственной и физической усталости и других состояниях, связанных с повышенной потребностью в марганце.

Читайте также: Камень-талисман малахит: целебные и магические свойства