Loading...
 

Manganowce

Do grupy manganowców zaliczamy pierwiastki 7 grupy układu okresowego: mangan, technet, ren oraz bohr ( Rys. 1 ).

Pierwiastki grupy manganowców.
Rysunek 1: Pierwiastki grupy manganowców.

W Tabela 1 przedstawiono wybrane właściwości manganowców.

Tabela 1: Wybrane właściwości manganowców.
Wybrane właściwości manganowców.

Występowanie i otrzymywanie

Mangan występuje w przyrodzie w ilości 0,02 \( \% \). Technet (gr. technos – sztuczny) jest pierwszym pierwiastkiem otrzymanym sztucznie (1937 rok). Ren występuje w naturze w ilości śladowej ok. \( 10^{-7}% \) \( \% \). Bohr jest nietrwały, został odkryty w 1976 roku w Dubnej (ZSRR, obecnie Rosja), odkrycie potwierdzono w 1981 roku w Darmstadt (RFN, obecnie Niemcy).
Mangan tworzy liczne minerały stanowiące zwykle zanieczyszczenia rud żelaza: brausztyn \( MnO_2 \) występujący w piroluzycie, hausmanit \( Mn_3O_4 \), braunit \( Mn_2O_3 \) oraz manganit \( MnO⋅OH \).
Technet nie występuje naturalnie na Ziemi, stwierdzono jednak jego obecność w widmie niektórych czerwonych olbrzymów. Ren zwykle towarzyszy rudom manganu.

Mangan otrzymuje się przez redukcję dwutlenku manganu węglem:

(1)
\( MnO_2 + C = Mn + CO_2 \)


oraz przez redukcję tlenku glinem

(2)
\( Mn_2O_3 + 2Al = 2Mn + Al_2O_3 \)


Ren uzyskuje się poprzez redukcję tlenku wodorem:

(3)
\( Re_2O_7 + 7H_2 = Re + 7H_2O \)


Tc otrzymywany jest sztucznie w procesie rozbijania neutronami jąder uranu lub bombardowania lekkimi jądrami izotopów niobu lub molibdenu.

Właściwości fizyczne

Metaliczny mangan jest ciemnym, twardym i kruchym materiałem ( Rys. 2 ).

Mangan w formie metalicznej.
Rysunek 2: Mangan w formie metalicznej.

Ren – w formie czystej – pierwiastek ten jest srebrzystym błyszczącym metalem o dużej twardości. Po wyżarzeniu staje się miękki i kowalny.

Właściwości chemiczne

Mangan jest bardzo reaktywny, zapala się w powietrzu i reaguje z wodą tworząc wodorotlenek. Jego własności są zbliżone do metali alkalicznych.
Związki manganu mają całą skalę barw ( Rys. 3 ), w zależności od wartościowości Mn.

Kolory związków manganu, w zależności od stopnia utlenienia Mn.
Rysunek 3: Kolory związków manganu, w zależności od stopnia utlenienia Mn.

Ren – ze względu na dodatni potencjał standardowy – zaliczany jest do metali szlachetnych.


Mangan jest dodatkiem stopowym obniżającym temperaturę topnienia stali i poprawiającym jej własności mechaniczne. Posiada własności paramagnetyczne.

Ren jest stosowany jako składnik superstopów odpornych na pełzanie w wysokich temperaturach w przemyśle lotniczym (monokrystaliczne łopatki silników odrzutowych, turbiny silników i osłony pojazdów, wykonywane z nadstopów na bazie niklu, zawierających od 3 do 6 \( \% \) renu).
Ren znajduje także zastosowanie w przemyśle zbrojeniowym w rdzeniach do pocisków przeciwpancernych. Stosowany jest także do produkcji termopar, elementów grzewczych, styków elektrycznych, elektrod, elektromagnesów, lamp próżniowych i rentgenowskich, żarówek błyskowych, powłok metalicznych.
Ren jest stosowany także jako katalizator m.in. w produkcji wysokooktanowych benzyn bezołowiowych.

Metastabilny izotop Technetu 99 jest podstawowym pierwiastkiem wykorzystywanym w medycynie nuklearnej do celów diagnostycznych.

Najważniejsze związki

\( KMnO_4 \) nadmanganian potasu (manganian (VII), ( Rys. 4 ) – posiada silne własności bakteriobójcze i grzybobójcze, jest stosowany do odkażania wody oraz w walce z pasożytami skóry.

Fioletowe kryształy manganianu (VII) potasu.
Rysunek 4: Fioletowe kryształy manganianu (VII) potasu.

\( MnO_2 \) tlenek manganu (IV), Rys. 5 – stosowany jako katalizator utleniania \( CO \) do \( CO_2 \) w maskach gazowych.

Tlenek manganu (IV).
Rysunek 5: Tlenek manganu (IV).


Ze wszystkich manganowców największe znaczenie biologiczne posiada mangan. Pełni on istotne funkcje w tkankach ludzkich takie jak: obrona komórek przed reaktywnymi formami tlenu, regulacja szybkości cyklu mocznikowego czy prawidłowe wytwarzanie dopaminy. Niedobór manganu może upośledzać funkcjonowanie układu rozrodczego, sercowo-naczyniowego czy nerwowego. W skrajnych przypadkach niedobór manganu może być przyczyną takich schorzeń, jak cukrzyca czy stwardnienie rozsiane [1].

Bibliografia

1. A. Michniowski, D. Galas, A. Szyszkowska: The significance of the manganese ions in the physiological processes in living organism, Edukacja biologiczna i środowiskowa (2015) 4, p. 11.

Ostatnio zmieniona Czwartek 14 z Kwiecień, 2022 12:48:11 UTC Autor: Urszula Lelek-Borkowska
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.