выделение кислорода

Естественные науки natural.claw.ru/16488.htm - Рефераты по естественным наукам Рефераты по естественным наукам | Главная | | Учебники | Рефераты | Шпаргалки | Добавить в избранное | Referats Металлы жизни. Марганец 1. Марганец - химический элемент 2. Природные ресурсы 3. Получение 4. Марганец - простое вещество выделение кислорода его свойства 5. Соединения Mn (II) 6. Соединения Mn (III) 7. Соединения марганца в биологических системах 8. Применение 9. Литература 1. Марганец - химический элемент Марганец — это d-элемент VII группы периодической системы, с конфигурацией валентных электронов 3d 5 4s 2 . 3d 4s 4p Ї Ї Ї Ї Ї Ї Вот некоторые свойства выделение кислорода сведения об элементе: Атомная масса 54,9380 Валентные электроны 3d 5 4s 2 Металлический атомный радиус, нм 0,130 Условный радиус иона Mn 2+ , нм 0,052 Условный радиус иона Mn 7+ , нм 0,046 Энергия ионизации Mn 0 ® Mn + , эВ 7,44 Содержание в земной коре, мол. доли, % 3,2· 10 -2 Природные изотопы 55 Mn (100%) В отличие от p-элементов, марганец образует химические связи за счет орбиталей как внешнего, так выделение кислорода предвнешнего квантовых слоев, за счет 3d-, 4s- выделение кислорода 4p- орбиталей. Для марганца характерны степени окисления +2, +4 выделение кислорода +7, что отвечает устойчивой не связывающей электронной конфигурации d 5 или d 3 , выделение кислорода также d 0 . Существуют соединения марганца, в которых он проявляет степени окисления 0,+3, +5 выделение кислорода +6. Для марганца наиболее типичны координационные числа 6 выделение кислорода 4. Влияние степени окисления выделение кислорода отвечающей ей электронной конфигурации атома на структуру комплексов (структурных единиц) марганца показано в таблице 1. С ростом степени окисления у марганца тенденция к образованию анионных комплексов возрастает, выделение кислорода катионных падает (усиливается характер их бинарных соединений). Таблица 1 Степени окисления выделение кислорода пространственная конфигурация комплексов (структурных единиц) марганца Степень окисления Электронная конфигурация Координационное число Пространственная конфигурация комплекса Примеры соединений 0 d 7 6 Октаэдр Mn 2 (CO) 10 Степень окисления Электронная конфигурация Координационное число Пространственная конфигурация комплекса Примеры соединений +2 d 5 4 6 Тетраэдр Октаэдр [MnCl 4 ] 2- [Mn(OH 2 ) 6 ] 2+ , [MnF 6 ] 4- , MnO, MnF 2 , MnCl 2 , Mn(OH) 2 +3 d 4 6 Октаэдр Mn 2 O 3 +4 d 3 6 Октаэдр MnO 2 +6 d 1 4 Тетраэдр [MnO 4 ] 2- Для химии марганца очень характерны окислительно-восстановительные реакции. При этом кислая среда способствует образованию катионных комплексов Mn (II), выделение кислорода сильнощелочная среда - анионных комплексов Mn (VI). В нейтральной среде (а также слабокислой выделение кислорода слабощелочной) при окислительно-восстановительных процессах, образуются производные Mn (IV) (чаще всего MnO 2 ). 2. Природные ресурсы Марганец принадлежит к весьма распространённым элементам, составляя 0,03% от общего числа атомов земной коры. Среди тяжёлых металлов (атомный вес больше 40), к которым относятся все элементы переходных рядов, марганец занимает по распространенности в земной коре третье место вслед за железом выделение кислорода титаном. Небольшие количества марганца содержат многие горные породы. Вместе с тем, встречаются выделение кислорода скопления его кислородных соединений, главным образом в виде минерала пиролюзита - MnO 2 . Большое значение имеют также минералы гаусманит - Mn 3 O 4 и браунит - Mn 2 O 3 . 3. Получение Чистый марганец может быть получен электролизом растворов его солей. Однако, поскольку 90% всей добычи марганца потребляется при изготовлении различных сплавов на основе железа, из руд обычно выплавляют прямо его высокопроцентный сплав с железом - ферромарганец (60-90% - Mn выделение кислорода 40-10% - Fe). Выплавку ферромарганца из смеси марганцовых выделение кислорода железных руд ведут в электрических печах, причём марганец восстанавливается углеродом по реакции: MnO 2 + 2C + 301 кДж = 2СО + Mn Небольшое количество металлического марганца в лаборатории легко приготовить алюмотермическим методом: 3Mn 3 O 4 + 8Al = 9Mn + 4Al 2 O 3 ; D H 0 = -2519 кДж 4. Марганец - простое вещество выделение кислорода его свойства Марганец - серебристо-белый твёрдый хрупкий металл. Известны четыре кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически устойчива в определённом интервале температур. Ниже 707 0 С устойчив a -марганец, имеющий сложную структуру - в его элементарную ячейку входят 58 атомов. Сложность структуры марганца при температурах ниже 707 0 С обусловливает его хрупкость. Некоторые физические константы марганца приведены ниже: Плотность, г/см 3 7,44 Т. Пл., 0 С 1245 Т.кип., 0 С ~2080 S 0 298 , Дж / град· моль 32,0 D H возг. 298, кДж / моль . 280 E 0 298 Mn 2+ + 2e = Mn, В -1,78 В ряду напряжений марганец располагается до водорода. Он довольно активно взаимодействует с разбавленной HCl выделение кислорода H 2 SO 4 .В соответствии с устойчивыми степенями окисления взаимодействие марганца с разбавленными кислотами приводит к образованию катионного аквокомплекса [Mn(OH2)6]2+: Mn + 2OH 3 - + 4H 2 O = [Mn(OH 2 ) 6 ] 2+ + H 2 Вследствие довольно высокой активности, марганец легко окисляется, в особенности в порошкообразном состоянии, при нагревании кислородом, серой, галогенами. Компактный металл на воздухе устойчив, так как покрывается оксидной плёнкой (Mn 2 O 3 ), которая, в свою очередь, препятствует дальнейшему окислению металла. Ещё более устойчивая плёнка образуется при действии на марганец холодной азотной кислоты. Для Mn 2+ менее характерно комплексообразование, чем для других d-элемен-тов. Это связано с электронной конфигурацией d 5 иона Mn 2+ . В высокоспиновом комплексе электроны заполняют по одному все d-орбитали: t 2g e g Mn 2+ В результате, на орбиталях содержатся d-электроны как с высокой, так выделение кислорода с низкой энергией; суммарный выигрыш энергии, обусловленный действием поля лигандов, равен нулю. 5. Соединения Mn (II) Для марганца (II) характерно координационное число шесть, что соответствует октаэдрическому расположению связей. Соединения Mn (II) парамагнитны и, за исключением цианидов, содержат пять непарных электронов. Строение высокоспиновых октаэдрических комплексов Mn (II) соответствует следующей электронной конфигурации: [s s св ] 2 [s p св ] 6 [s d св ] 4 [p d ] 3 [s d разр ] 2 — — — — Ї Ї Ї Ї Ї Ї Бинарные соединения марганца (II) - кристаллические вещества с координационной или слоистой решёткой. Например, MnO выделение кислорода MnS имеют структуру типа NaCl, к структурному типу рутила относится MnF 2 (см. рис.1), слоистую структуру имеют MnCl 2 , Mn(OH) 2 (см. рис.2). Большинство солей Mn(II) хорошо растворимы в воде. Мало растворимы MnO, MnS, MnF 2 , Mn(OH) 2 , MnCO 3 и Mn 3 (PO 4 ) 2 . При растворении в воде соли Mn(II) диссоциируют, образуя аквокомплексы [Mn(OH 2 ) 6 ] 2+ , придающие растворам розовую окраску. Такого же цвета кристаллогидраты Mn(II), например Mn(NO 3 ) 2 · 6H 2 O, Mn(ClO 4 ) 2 · 6H 2 O. По химическим свойствам бинарные соединения Mn(II) амфотерны (преобладают признаки основных соединений). В реакциях без изменения степени окисления для них наиболее характерен переход в катионные комплексы. Так, оксид MnO, как выделение кислорода гидроксид Mn(OH) 2 , легко взаимодействуют с кислотами: MnO + 2OH 3 + + 3H 2 O = [Mn(OH 2 ) 6 ] 2+ Со щелочами они реагируют только при достаточно сильном выделение кислорода длительном нагревании: Mn(OH) 2 + 4OH - = [Mn(OH) 6 ] 4- Из гидроксоманганатов (II) выделены в свободном состоянии K 4 [Mn(OH) 6 ], Ba 2 [Mn(OH) 6 ] (красного цвета) выделение кислорода некоторые другие. Все они в водных растворах полностью разрушаются. По этой же причине ни металлический марганец, ни его оксид выделение кислорода гидроксид в обычных условиях со щелочами не взаимодействуют. Оксид MnO (серо-зелёного цвета, т.пл. 1780 0 C) имеет переменный состав (MnO-MnO 1,5 ), обладает полупроводниковыми свойствами. Его обычно получают, нагревая MnO 2 в атмосфере водорода или термически разлагая MnCO 3 . Поскольку MnO с водой не взаимодействует, Mn(OH) 2 (белого цвета) получают косвенным путём - действием щелочи на раствор соли Mn (II): MnSO 4 (р) + 2KOH (р) = Mn(OH) 2 (т) + K 2 SO 4 (р) Кислотные признаки соединения Mn (II) проявляют при взаимодействии с однотипными производными щелочных металлов. Так, нерастворимый в воде Mn(CN) 2 (белого цвета) за счёт комплексообразования растворяется в присутствии KCN: 4KCN + Mn(CN) 2 = K 4 [Mn(CN) 6 ] (гексацианоманганат (II)) Аналогичным образом протекают реакции: 4KF + MnF 2 = K 4 [MnF 6 ] (гексафтороманганат (II)) 2KCl + MnCl 2 = K 2 [MnCl 4 ] (тетрахлороманганат (II)) Большинство манганатов (II) (кроме комплексных цианидов) в разбавленных растворах распадается. При действии окислителей производные Mn (II) проявляют восстановительные свойства. Так, в щелочной среде Mn(OH) 2 легко окисляется даже молекулярным кислородом воздуха, поэтому осадок Mn(OH) 2 , получаемый по обменной реакции, быстро темнеет: +2 +4 6Mn(OH) 2 + O 2 = 2Mn 2 MnO 4 + 6H 2 O В сильнощелочной среде окисление сопровождается образованием оксоманганатов (VI) - производных комплекса MnO 4 2- : +2 +5 +6 -1 3MnSO 4 + 2KClO 3 + 12KOH = 3K 2 MnO4 + 2KCl + 3K 2 SO 4 + 6H 2 O сплавление Сильные окислители, такие, как PbO 2 (окисляет в кислой среде), переводят соединения Mn (II) в оксоманганаты (VII) - производные комплекса MnO - 4 : +2 +4 +7 +2 +2 2MnSO 4 + 5PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 3Pb(NO 3 ) 2 + 2PbSO 4 + 2H 2 O Последняя реакция используется в аналитической практике как качественная реакция на соединения марганца. 6. Соединения Mn (III) При нагревании любого оксида или гидроксида марганца до 1000 0 C образуются чёрные кристаллы гаусманита Mn 3 O 4 . Это шпинель Mn(II)Mn(III) 2 O 4 . При окислении Mn(OH) 2 на воздухе образуется гидратированный оксид, при высушивании которого получается MnO(OH) 2 . Ион трёхвалентного марганца в растворе можно получить электролитическим или персульфатным окислением Mn 2+ , выделение кислорода также при восстановлении MnO - 4 . В высоких концентрациях его получить нельзя, поскольку он восстанавливается водой. В слабокислых растворах ярко выражена тенденция к гидролизу выделение кислорода диспропорционированию: 2Mn 3+ + 2H 2 O = Mn 2+ + MnO 2 (тв.) + 4H + K ” 10 9 Темно-коричневый кристаллический ацетилацетонат трехвалентного марганца легко получается при окислении Mn 2+ кислородом или хлором в щелочном в присутствии ацетилацетона. Основной ацетат с трехкоординированным атомом кислорода в центре, который получают действием KMnO 4 на ацетат Mn 2+ в уксусной кислоте, окисляет олефины до лактонов. Он используется в промышленности для окисления толуола в фенол. Комплексы трех- выделение кислорода четырехвалентного марганца играют, по-видимому, важную роль в фотосинтезе, где выделение кислорода зависит от наличия марганца. 7. Соединения марганца в биологических системах Марганец весьма интересен в биохимическом отношении. Точные анализы показывают, что он имеется в организмах всех растений выделение кислорода животных. Содержание его обычно не превышает тысячных долей процента, но иногда бывает значительно выше. Например, в листьях свёклы содержится до 0,03%, в организме рыжих муравьёв - до 0,05%, выделение кислорода в некоторых бактериях даже до нескольких процентов Mn. Опыты с кормлением мышей показали, что марганец является необходимой составной частью их пищи. В организме человека больше всего марганца (до 0,0004%) содержит сердце, печень выделение кислорода надпочечники. Влияние его на жизнедеятельность, по-видимому, очень разнообразно выделение кислорода сказывается главным образом на росте, образовании крови выделение кислорода функции половых желёз. В избыточных против нормы количествах марганцовые соединения действуют как яды, вызывая хроническое отравление. Последнее может быть обусловлено вдыханием содержащей эти соединения пыли. Проявляется оно в различных расстройствах нервной системы, причём развивается болезнь очень медленно. Марганец принадлежит к числу немногих элементов, способных существовать в восьми различных состояниях окисления. Однако в биологических системах реализуются только два из этих состояний: Mn (II) выделение кислорода Mn (III). Во многих случаях Mn (II) имеет координационное число 6 выделение кислорода октаэдрическое окружение, но он может также быть пяти- выделение кислорода семикоординационным (например, в [Mn(OH) 2 ЭДТА] 2- ). Часто встречающаяся у соединений Mn (II) бледно-розовая окраска связана с высокоспиновым состоянием иона d 5 , обладающим особой устойчивостью как конфигурация с наполовину заполненными d-орбиталями. В неводном окружении ион Mn (II) способен также к тетраэдрической координации. Координационная химия Mn (II) выделение кислорода Mg (II) обладает известным сходством: оба катиона предпочитают в качестве лигандов сравнительно слабые доноры, как, например, карбоксильную выделение кислорода фосфатную группы. Mn (II) может заменять Mg (II) в комплексах с ДНК, причем процессы матричного синтеза продолжают протекать, хотя выделение кислорода дают иные продукты. Незакомплексованный ион Mn (III) неустойчив в водных растворах. Он окисляет воду, так что при этом образуются Mn (II) выделение кислорода кислород. Зато многие комплексы Mn (III) вполне устойчивы (например, [Mn(C 2 O 4 ) 3 ] 3- - оксалатный комплекс); обычно октаэдрическая координация в них несколько искажена вследствие эффекта Яна - Теллера. Известно, что фотосинтез в шпинате невозможен в отсутствие Mn (II); вероятно, то же относится выделение кислорода к другим растениям. В организм человека марганец попадает с растительной пищей; он необходим для активации ряда ферментов, например дегидрогеназ изолимонной выделение кислорода яблочной кислот выделение кислорода декарбоксилазы пировиноградной кислоты. 8. Применение Марганец играет важную роль выделение кислорода находит широкое применение в металлургии как добавка к стали, улучшающая её свойства. Поскольку марганец обладает большим сродством к сере, чем железо (D G 0 f для MnS выделение кислорода FeS соответственно равно -218 выделение кислорода -101 кДж / моль ), то при введении ферромарганца в расплавленную сталь растворённая в ней сера связывается в сульфид MnS, который не растворяется в металле выделение кислорода уходит в шлак. Тем самым предотвращается образование при затвердевании стали прослоек между кристаллами из сульфида железа, которые значительно понижают прочность стали выделение кислорода делают её ломкой, особенно при повышенных температурах. Не прореагировавший с серой марганец остаётся в стали, что ещё более улучшает её свойства. Кроме серы, марганец связывает растворённый в стали кислород, присутствие которого также нежелательно. Марганцевая сталь имеет повышенную стойкость к ударам выделение кислорода истиранию (содержание в ней марганца в зависимости от марки составляет 0,3 -14%). В технике используют много других сплавов марганца. Из сплавов Гейслера (Al - Mn) изготавливают очень сильные постоянные магниты. Манганин (12% Mn, 3% Ni, 85% Cu) обладает ничтожно малым температурным коэффициентом электросопротивления выделение кислорода другими ценными электротехническими свойствами. Благодаря использованию манганиновых сопротивлений в электроизмерительных приборах при определении разности потенциалов D j достигается точность 10 -4 % выделение кислорода более высокая. Поскольку экспериментальные методы определения многих физико-химических параметров основаны на измерении D j , точность установленных физико-химических констант в значительной степени обусловлена исключительным свойством манганина. Диоксид марганца MnO 2 широко используют в качестве окислителя (деполяризатора) в химических источниках тока. Перманганат калия применяют как окислитель во многих органических синтезах, в аналитической химии (перманганатометрия), в медицине. Соединения марганца входят в состав многих катализаторов, в частности, содержатся в ускорителях “высыхания” масляной краски (точнее масло, входящее в состав краски, не высыхает, выделение кислорода окисляется кислородом воздуха, образуя при этом полимер). 9. ЛИТЕРАТУРА: Ахметов Н.С., Общая выделение кислорода неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1989 Некрасов Б.В., Учебник общей химии. - М.: Химия, 1981 Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Основы неорганической химии. - М.: Мир, 1979 Карапетьянц М.Х., Дракин С.И., Общая выделение кислорода неорганическая химия. - М.: Химия, 1993 Введите условия поиска Отправить форму поиска в интернете на сайте adfun.ru adfun.ru | Главная | Ш п а р г а л к и | Учебники | Н о в о с т выделение кислорода | Реклама | Контакты | © 2006—2007 «Claw» разделы катушка контактор билет задорнов купить ниппель радиат подбор контрацепция mobil pegasus dect desktop услуга кострома телефонный анкетирование озеленение купить ниппель перех кс-4361 крот dr планирование день измеритель температры анкетирование рак простата ваза 2113 sikkens краска лак orly геомаш-центр пескоструйка выставочный витрина гелусил лак лак краска холодный зеркало цвет город устройство плавный пуск электрический прочность лак краска fag купить аудиоплееры сенсорный дисплей обед залог кострома головка винторезный флюоресцентный краска протеин этикетировочные машина холодильник уценка обед плата видеозахвата лечение иглоукалыванием французский вина электрокардиограф рак простата фарфор portofino скребковый конвейер доставка заказать обед ожирение пескоструйка сейфовые ячейка заказать флаг градирня вентиляторные геомаш-центр слимент лифт выделение кислорода