У вільному стані марганець вперше був отриманий в 1774 році (Гаї, Швеція); мінерал піролюзит відомий з глибокої давнини.

Поширення мангану (марганцю) в природі. Манган – 14 елемент за поширеністю на Землі, а після феруму – другий важкий метал, що міститься в земній корі. Манган супроводжує ферум в багатьох його рудах, однак зустрічаються і самостійні родовища мангану. Дуже великі запаси мангану на дні світового океану (у вигляді ферум-манганових конкрецій).

Мінерали мангану: піролюзит MnO₂; гаусманіт (Mn^IIMn^III₂)O₄; манганіт (бура марганцева руда) MnO(OH); родохрозит (марганцевий шпат, малиновий шпат) MnCO₃; брауніт 3Mn₂O₃*MnSiO₃.

Фізіологічна дія мангану. Манган – корисний мікроелемент для вищих рослин і тварин. При дефіциті мангану в грунті знижується врожайність культурних рослин. Манган активує багато ферментів, входить до складу крові.

Отримання мангану.

1. З гаусманіта або прожареного піролюзита (переходить в гаусманіт) алюмотермічним методом:

3(Mn^IIMn^III₂)O₄ + 8Al = 9Mn + 4Al₂O₃

2. Відновлення ферумвмісних оксидних руд мангану коксом. Цим способом в металургії зазвичай отримують феромарганець (80% Mn).

Властивості мангану (марганцю). Марганець твердий крихкий неблагородний метал, має колір заліза, на повітрі набуває сіре забарвлення внаслідок утворення оксидного шару. Реагує з гарячою водою і кислотами з утворенням сполук мангану(II).

Застосування мангану (марганцю). Марганець використовується для приготування спеціальних сплавів. Сплави феромарганець і дзеркальний чавун застосовують в металургії заліза і сталі.

Сплави мангану: феромарганець (80% Mn + 20% Fe); дзеркальний чавун (Fe з 6-20% Mn, 4-6% C і до 1% Si); марганцеві сталі (до 1-2% Mn), марганцеві тверді сталі (до 10-15% Mn); гейслерові сплави – феромагнітні сплави неферромагнітіих металів (наприклад, 59% Cu + 26,5% Mn + 14,4% Al); манганін (82-84% Cu + 12-15% Mn + 2-4% Ni).

Сполуки мангану

В сполуках манган має ступені окиснення від (+VII) до (+II). Оксиди і гідроксиди мангану(II) мають основні властивості, а оксиди і гідроксиди мангану(IV) і (VII) – кислотні властивості. Стійкі стани окиснення мангану: (+II) і (+VII) в кислотному середовищі, (+IV) і (+VI) в лужному середовищі.

Сполуки мангану(II)

Більшість сполук мангану(II) забарвлені в рожевий колір.

Манган(II) хлорид MnCl₂*4H₂O – кристали, легко розчинні у воді.

Манган(II) сульфат MnSO₄*5H₂O є добривом для рослин; його також додають в мікро-кількостях в корм для худоби.

Манган(II) гідроксид Mn(OH)₂ в інертній атмосфері утворюється у вигляді білого осаду з розчинів солей мангану(II) при додаванні лугів. Mn(OH)₂ не амфотерний гідроксид, і він не реагує з надлишком лугу. На повітрі осад відносно швидко забарвлюється в коричневий колір в результаті поступового окиснення манган(II) гідроксиду до сполук мангану(III) і навіть до сполук мангану(IV).

Манган(II) сульфід MnS утворюється у вигляді характерно забарвленого (в “тілесний” колір) осаду з розчинів солей мангану(II) при додаванні амоній сульфіду; через певний час осад “старіє” і набуває зеленого забарвлення.

Манган(II) стеарат Mn(C₁₇H₃₅COO)₂ використовується в якості сикативу для оліфи.

Сполуки мангану(III)

З цих сполук найбільш відомий полігідрат манган(III) оксиду Mn₂O₃*nH₂O, який використовується в якості компонента коричневої фарби. Умбра – темно-коричнева художня фарба, яку готують прожарюванням природній суміші гідратованих оксидів мангану(III), феруму(III) і алюмінію.

Сполуки мангану(IV)

Найвідоміша і стійка (зустрічається в природі) сполука манган(IV) оксид MnO₂ (в мінералогії називається піролюзит). манган(IV) оксид – сіро-чорний порошок, який при 530*С частково розкладається з відщепленням оксигену:

3MnO₂ = (Mn^IIMn^III₂)O₄ + O₂

Застосовують манган(IV) оксид як деполяризатор в сухих гальванічних батареях і відбілювач розплавленої скляної маси.

Сполуки мангану(V) і сполуки мангану(VI)

При сплавлені манган(IV) оксиду з натрій нітратом і натрій карбонатом або при обробці розчину перманганату надлишком лугу утворюються манганати(VI):

MnO₂ + NaNO₃ + Na₂CO₃ = Na₂MnO₄ + NaNO₂ + CO₂

4KMnO₄ + 4KOH = 4K₂MnO₄ + 2H₂O + O₂

Всі манганати(VI) мають зелене забарвлення. На холоду і в ще більш сильному лужному середовищі утворюються блакитні манганати(V) M^I₃MnO₄, наприклад K₃MnO₄. При підкисленні розчину всі манганати за відсутності хлоридів диспропорціонують на відповідні перманганати і манган(IV) оксид:

3K₂MnO₄ + 2H₂SO₄ = 2KMnO₄ + MnO₂ + 2K₂SO₄ + 2H₂O

Кислоти манганатів (V) і (VI), невідомі ні в індивідуальному стані, ні в розчині.

Сполуки мангану(VII)

Це найбільш практично важливі сполуки мангану.

Манган(VII) оксид Mn₂O₇ – чорно-фіолетова масло-подібна рідина (при кімнатній температурі), що утворюється з перманганатів і концентрованої сульфатної кислоти. Вибухонебезпечний. З водою утворює манганову кислоту HMnO₄ темно-фіолетового кольору:

Mn₂O₇ + H₂ = 2HMnO₄

Це сильна в водному розчині кислота, але в індивідуальному стані вона не отримана. З солей манганової кислоти – перманганати – найважливішою є калій перманганат KMnO₄ – буро-фіолетові кристали, які, розчиняючись у воді, забарвлюють її в інтенсивно-фіолетовий колір. При підвищенні температури калій перманганат поступово розкладається з відщепленням оксигену:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

4KMnO₄ = 4MnO₂ + 2K₂O + 3O₂

3MnO₂ = (Mn^IIMn^III₂)O₄ + O₂

Перманганати – дуже сильні окисники і в розчині, і в розплаві. Наприклад, калій перманганат окиснює гідроген хлорид у водному розчині:

2KMnO₄ + 16HCl = 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O + 5Cl₂

Калій перманганат застосовують в хімічному аналізі (перманганатометрія), як дезінфікуючий засіб і протиотруту для ціанідів та бойових отруйних речовин. Розчинні перманганати залишають на шкірі бурі плями, які видаляються сумішшю натрій сульфіту і хлоридної кислоти, оскільки утворюється безбарвний манган(II) дитіонат.

Виявлення мангану. Сполуки мангану при сплавлені з сумішшю натрій карбонату і натрій нітрату утворюють манганати(VI), що мають зелене забарвлення. При підкисленні концентрованого розчину манганату(VI) утворюється у вигляді бурого пластинчастого осаду MnO₂, колір розчину змінюється на фіолетовий.

---