Оглавление
- 1 Марганец
- 1.1 Общие сведения о марганце
- 1.2 Применение марганца
- 1.3 Биологическое значение марганца
- 1.4 Физические свойства марганца
- 1.5 Химические соединения марганца
- 1.6 Марганцеорганические соединения
- 1.7 История марганца
- 1.8 История и использование марганца
- 1.9 Применение марганца в металлургии
- 1.10 Производство и добыча марганца
- 1.11 Марганец в окружающей среде
- 1.12 Адсорбция и окисление металлов
- 1.13 Применение марганца в металлургии
- 1.14 Применение марганца в алюминиевых сплавах
- 1.15 Применение марганца в батареях
- 1.16 Применение марганца в резисторах
- 1.17 Применение марганца в удобрениях и кормовых добавках
- 1.18 Другие применения марганца
- 1.19 Биохимия и здоровье человека
- 1.20 Регулирование и безопасность
- 1.21 Воздействие марганца в воде
- 1.22 Воздействие марганца на здоровье человека
- 1.23 Влияние марганца на морские организмы
- 1.24 Влияние марганца на бензин
- 1.25 Воздействие марганца на воздух
- 1.26 Регулирование воздействия марганца
- 1.27 Здоровье и безопасность марганца
- 1.28 Манганизм и его симптомы
- 1.29 Токсичность марганца
- 1.30 Нейродегенеративные заболевания и марганец
- 1.31 Полный текст статьи:
- 2 Марганец – Arc.Ask3.Ru
Марганец
-
Общие сведения о марганце
- Марганец – химический элемент с атомным номером 25 и обозначается Mn.
- Это твердый, хрупкий, серебристый металл, часто встречающийся в минералах с железом.
- Впервые выделен в 1770-х годах.
-
Применение марганца
- Используется в производстве нержавеющих сталей, повышая прочность, обрабатываемость и износостойкость.
- Оксид марганца применяется как окислитель, добавка к каучуку, в производстве стекла, удобрений и керамики.
- Сульфат марганца используется как фунгицид.
-
Биологическое значение марганца
- Важен для метаболизма макроэлементов, формирования костей и систем защиты от свободных радикалов.
- Содержится в костях, печени, почках и головном мозге.
- Участвует в производстве кислорода растениями.
-
Физические свойства марганца
- Серебристо-серый металл, твердый и хрупкий, парамагнитный.
- Медленно тускнеет на воздухе, окисляется в воде.
- Имеет четыре аллотропа: α, β, γ и δ.
-
Химические соединения марганца
- Распространенные степени окисления: +2, +3, +4, +6, +7.
- Перманганат калия используется как лабораторный реагент и в медицине.
- Оксигалогениды и манганаты являются мощными окислителями.
- Пиролюзит (MnO2) используется в сухих аккумуляторных батареях.
-
Марганцеорганические соединения
- Образуют большое разнообразие металлоорганических производных.
- ММТ используется как антидетонационное соединение в бензине.
- Манганоцен и ферроцен имеют разные спиновые состояния.
-
История марганца
- Название “марганец” происходит от древних минералов, обнаруженных в районах Магнетизма.
- Мужской магний притягивал железо, женский магний использовался для обесцвечивания стекла.
-
История и использование марганца
- В 16 веке диоксид марганца называли manganesum, что позже стало названием марганца.
- Марганец использовался в стеклоделии и как пигмент с древних времен.
- В 1770 году Игнатий Готфрид Каим и Иоганн Глаубер обнаружили, что диоксид марганца можно превращать в перманганат.
- Карл Вильгельм Шееле использовал диоксид марганца для получения хлора.
-
Применение марганца в металлургии
- В начале 19 века марганец использовался в выплавке стали.
- В 1816 году было задокументировано, что железо, легированное марганцем, было более твердым, но не более хрупким.
- В 1912 году в США были выданы патенты на защиту огнестрельного оружия от ржавчины с помощью электрохимических покрытий на основе фосфата марганца.
-
Производство и добыча марганца
- Марганец добывается в Южной Африке, Австралии, Китае, Габоне, Бразилии, Индии, Казахстане, Гане, Украине и Малайзии.
- Для производства ферромарганца марганцевую руду смешивают с железной рудой и углеродом.
- Чистый марганец получают путем выщелачивания марганцевой руды серной кислотой и последующего электролиза.
-
Марганец в окружающей среде
- Марганец содержится в земной коре, почве и атмосфере.
- В океане марганец встречается в виде марганцевых конкреций и растворенного марганца.
- В почвах марганец встречается в трех степенях окисления, которые зависят от рН и окислительно-восстановительных условий.
-
Адсорбция и окисление металлов
- Адсорбция металлов и органических соединений может привести к их окислению.
- Оксиды Mn(III,IV) восстанавливаются до Mn2+.
-
Применение марганца в металлургии
- Марганец необходим для производства чугуна и стали.
- Марганец улучшает обрабатываемость стали и предотвращает охрупчивание.
- Сталь с содержанием 8-15% марганца обладает высокой прочностью.
-
Применение марганца в алюминиевых сплавах
- Марганец используется для повышения коррозионной стойкости алюминиевых сплавов.
- Алюминиевые сплавы с марганцем используются для изготовления банок для напитков.
-
Применение марганца в батареях
- Оксид марганца используется в сухих аккумуляторных батареях и щелочных батареях.
- Диоксид марганца предотвращает образование водорода на аноде батареи.
-
Применение марганца в резисторах
- Медные сплавы марганца используются в шунтирующих резисторах.
- Эти сплавы устойчивы к воздействию серы и имеют низкий температурный коэффициент стойкости.
-
Применение марганца в удобрениях и кормовых добавках
- Оксид и сульфат марганца используются в удобрениях и кормах для животных.
-
Другие применения марганца
- Метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца используется в бензинах.
- Оксид марганца(IV) используется в органической химии и для окисления бензиловых спиртов.
- Четырехвалентный марганец используется в люминофорах и для производства кислорода и хлора.
- Марганец иногда используется в монетах и для окрашивания керамики и стекла.
-
Биохимия и здоровье человека
- Марганец является важным элементом рациона питания человека.
- Марганец содержится в костях, печени и почках.
- В организме человека марганец связывается с металлопротеидами.
-
Регулирование и безопасность
- В США и Европе установлены нормы потребления марганца.
- Чрезмерное воздействие марганца может привести к манганизму.
- Дефицит марганца вызывает деформацию скелета и подавляет выработку коллагена.
-
Воздействие марганца в воде
- Марганец в воде обладает большей биодоступностью, чем в пище.
- Высокие уровни марганца в питьевой воде связаны с интеллектуальными нарушениями у детей.
-
Воздействие марганца на здоровье человека
- Длительное воздействие марганца в воде для душа может быть опасным для 8,7 миллионов американцев.
- Организм может оправиться от некоторых последствий чрезмерного воздействия марганца при прекращении воздействия.
-
Влияние марганца на морские организмы
- Уровни марганца в морской воде могут повышаться в периоды гипоксии.
- Марганец накапливается в морских организмах, включая рыб, ракообразных, моллюсков и иглокожих.
- Марганец влияет на обновление иммуноцитов и подавляет иммунную систему, делая организмы более восприимчивыми к инфекциям.
-
Влияние марганца на бензин
- Метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца (ММТ) используется для повышения октанового числа бензина.
- Топливо, содержащее марганец, может повреждать выпускные клапаны.
-
Воздействие марганца на воздух
- Уровень содержания марганца в воздухе снизился с 1953 года.
- Воздействие марганца в воздухе выше 5 мкг/м3 может вызвать симптомы.
-
Регулирование воздействия марганца
- В США воздействие марганца регулируется Управлением по безопасности и гигиене труда (OSHA).
- OSHA установило допустимый предел воздействия марганца на рабочем месте в 5 мг/м3.
-
Здоровье и безопасность марганца
- Марганец необходим для здоровья человека в миллиграммовых количествах.
- Чрезмерное воздействие марганца может вызвать манганизм, редкое неврологическое расстройство.
-
Манганизм и его симптомы
- Манганизм – это двухфазное расстройство, напоминающее болезнь Паркинсона.
- Симптомы включают слабость, монотонную речь, тремор и скованность движений.
- Манганизм не поддается типичной терапии болезни Паркинсона.
-
Токсичность марганца
- Соединения марганца менее токсичны, чем соединения других металлов.
- Воздействие марганцевой пыли и паров не должно превышать 5 мг/м3 даже на короткое время.
- Отравление марганцем связано с нарушением двигательных навыков и когнитивными расстройствами.
-
Нейродегенеративные заболевания и марганец
- Белок DMT1 является основным переносчиком марганца из кишечника и через гематоэнцефалический барьер.
- Нарушение регуляции марганца приводит к окислительному стрессу и дисфункции митохондрий.