Физические и химические свойства.
Компактный марганец - серебристо-белый металл. Известны четыре кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически устойчива в определённом интервале температур. Ниже 7070 С устойчив a-марганец, имеющий сложную структуру - в его элементарную ячейку входят 58 атомов в сложной ажурной структуре, не относящейся к числу плотноупакованных. Сложность структуры марганца при температурах ниже 7070 С обусловливает его хрупкость. Точприбор твердомер 8(800)333-54-93
Ниже 710°С устойчива a-форма (а = 0,89125 нм, z = 58, пространств. группа I43m, плотн. 7,44 г/см3), при 710-1090°С - b-форма (а = 0,6300 нм, z = 20, пространств. группа P413, плотн. 7,29 г/см3), при 1090-1137°С - g-форма (а = 0,38550 нм при 1100°С, z = 4, пространств. группа Fm3m, плотн. 6,37 г/см3), выше 1137°С - d-форма (а = 0,30750 нм при 1143°С, z = 2, пространств. группа Im3m, плотн. 6,28 г/см3); DH0 полиморфных переходов (в кДж/моль) a : b 2,2, b : d 2,1, d : g 1,9 (см.
Приложение 4 и 4*
). При охлаждении до комнатной температуры g-форма переходит в тетрагон. кристаллич. модификацию (а = 0,3774 нм, с = 0,3525 нм, плотн. 7,21 г/см3). Т. пл. 1244°С, т. кип. ок. 2080 °С; С°р [в Дж/(моль.К)] a-формы 26,3, b 26,5, g 27,6; DH0пл 12,0 кДж/моль, DH0исп 227 кДж/моль; уравнения температурной зависимости давления пара lgр (Пa)= 10,8828 — 13625/Т (1043 [ Т [ 1158 К) и lgp (Па) = 20,005 - 14850/T - 2,52 lgT(1517 [ T [ 2353 К); температурный коэффициент линейного расширения (в К-1) в интервале 0-20oС для a-Мn 2,23 • 10-5, b 2,49 • 10-5, g 1,475 • 10-5; r (в мкОм.см) для a-Mn ~ 140, b 91, g 35-40; температурный коэффициент r (в К-1) для a-Мn (2-3).10-4, b 1,36.10-3, g (5,5-6,5).10-3; теплопроводность 66,5 Вт/(см.К). Ниже — 173°С. Марганец антифeрромагнитен, при более высоких темперетурах парамагнитен; магнитная восприимчивость +9,6.10-6. Модификации a, b и d хрупкие, g-Mn пластичен, но после деформации медленно разрушается; твердость по шкале Роквелла a-Мn 70, g-Мn 20. Марганец легко окисляется на воздухе, образуя выше 800°С окалину, состоящую из внутреннего слоя МnО и внешнего слоя Мn3О4. Ниже 800 °С образуется Мn2О3, а при температурах ниже 450°С - МnО2. Поглощает Н2 (до 60 см3 на 100 г М.) с образованием твердых растворов. Марганец взаимодействует с галогенами, давая дигалогениды МnХ2 (с фтором также MnF3 и MnF4) - кристаллы; хорошо растворимые в воде (кроме MnF2); образуют кристаллогидраты. Для MnBr2 т. пл. 698 °С, MnI2 638°С. Дихлорид MnCl2 получают взаимодействием MnО2 с конц. соляной кислотой или Mn, MnО либо MnСО3 с газообразным НCl; применяют для получения пигментов, как катализатор в органическом синтезе, реагент для обнаружения S2O82- , IO4-, для обработки семян с целью ускорения роста растений, в физико-химическом анализе как репер. Трихлорид MnCl3 образуется при взаимодействии MnО2 с раствором НCl в этаноле при - 63 °С; при нагревании до 40 °С разлагается с выделением Cl2. Быстрым охлаждением паров, образующихся при взаимодействии MnF3 с F2 при температурах выше 550°С, получают тетрафторид MnF4 - голубые кристаллы; при нагревании до 70 °С разлагается с выделением F2; DH0обр -1109 кДж/молъ. При нагревании марганца взаимодействие с S, N2, P, С, Si и др. неметаллами. Известны нитриды: MnN6, Mn5N2, Mn4N, MnN, Mn6N5, Mn3N2 и MnxN с х = 9,2-25,3. Сульфид MnS существует в трех кристаллических модификациях (b-форма - минерал алабандин); плохо растворим в воде и марганец б. осажден из растворов солей Mn2+ сульфидами щелочных металлов. Фосфиды М.: MnР, MnР3, Mn2Р (т. пл. 1327°С), Mn3Р (т. пл. 1105°C), Mn3P2 (разлагается при 1090 °С) и Mn4Р (т. пл. 1085°С с разл.). Карбиды М.: Mn3С [разлагается при 950°С, С°р 93,3 Дж/(моль.К), DH0обр 5,6 кДж/моль, S0298 98,7 Дж/(моль.К)], Mn5С2 (разлагается при 1050 °С, DH0обр -66,1 кДж/моль), Mn15С4 (разлагается при 850 °С), Mn7С3 [разлагается при 1100°С, DH0обр -98,7 кДж/моль, S0298 217 Дж/(моль.К)], Mn23С6 (разлагается при 1025 °С, DH0обр -287 кДж/моль), Mn2С7. Макс. р-римость углерода в a-, b- и g-Mn соответственно равна 1,3, 0,4 и 2,0% по массе. Силициды М.: MnSi, MnSi1,7 [т. пл. 1160°С с разл., C0p 58,70 Дж/(моль.К), DH0обр -83,7 кДж/моль, S0298 55,5 Дж/(моль.К)], Mn3Si, Mn5Si3. Марганец взаимодействует с водой при комнатной температуре очень медленно, при нагревании - с умеренной скоростью. Реагирует с разб. соляной и азотной кислотами и с горячей H2SO4 с образованием солей Mn2+ . Из растворов солей Mn2+ при рН 8,7 осаждается плохо растворимый в воде Mn(ОН)2 - слабое основание. Еще более слабые основные свойства проявляет нерастворимый в воде гидроксид Mn(III). Известны неустойчивые соли ортомарганцоватистой Н4MnО4 и марганцоватистой Н3MnО4 к-т. наиболее важны соли марганцоватой кислоты Н2MnО4 - манганаты и марганцовой к-ты НMnО4 – перманганаты.
Смотрите также
Основы химии
...
Щелочные металлы
...
Введение
В настоящее время развитие
производств, применяющих смесь азотной и серных кислот в качестве нитрующего
агента, привело к получению огромных количеств отработанных кислотных смесей.
Эти смеси с эк ...