Просмотр кода страницы Марганец

{{другие значения}}
{{Карточка химического элемента
| имя = Марганец / Manganum (Mn)
| символ = Mn
| номер = 25
| внизу = [[Технеций|Tc]]
| изображение = Manganese electrolytic and 1cm3 cube.jpg
| подпись = Электролитический марганец
| внешний вид = 
| атомная масса = 54,938045 (5)<ref name="iupac atomic weights">{{статья|автор=Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu.|заглавие=Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/85/5/1047/|язык=en|издание=[[Pure and Applied Chemistry]]|год=2013|том=85|номер=5|страницы=1047—1078|doi=10.1351/PAC-REP-13-03-02|archivedate=2014-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140205213140/http://www.iupac.org/publications/pac/85/5/1047/}}</ref>
| радиус атома = 127
| энергия ионизации 1 = 716,8 (7,43)
| группа = 7 (устар. 7)
| период = 4
| блок = <br>[[d-элементы|d-элемент]]
| конфигурация = [Ar] 3d<sup>5</sup>4s<sup><nowiki>2</nowiki></sup><br> 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>3d<sup>5</sup>4s<sup>2</sup>
| ковалентный радиус = 117
| радиус иона = (+7e) 46 (+2e) 80
| электроотрицательность = 1,55
| электродный потенциал = −1,180 В
| степени окисления = 0; +1; +2; +3; +4; +5; +6; +7
| плотность = 7,21
| теплоёмкость = 26,3<ref name="ХЭ">{{книга
|автор          = Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.)
|часть          = 
|заглавие       = Химическая энциклопедия: в 5 т
|оригинал       = 
|ссылка         = 
|ответственный  = 
|издание        = 
|место          = Москва
|издательство   = Советская энциклопедия
|год            = 1990
|том            = 2
|страницы       = 647
|страниц        = 671
|серия          = 
|isbn           = 
|тираж          = 100000
}}
{{книга
|автор          = В. В. Еремин и др.
|часть          = 
|заглавие       = Химия. 10 класс. Профильный уровень
|оригинал       = 
|ссылка         = 
|ответственный  = 
|издание        = 
|место          = Москва
|издательство   = Дрофа
|год            = 2008
|том            = 
|страницы       = 166
|страниц        = 463
|серия          = 
|isbn           = 978-5-358-01584-5
|тираж          = 7000
}}
</ref>
| теплопроводность = 6,87<ref>{{книга|автор=В. Е. Зиновьев|заглавие=Теплофизические свойства металлов при высоких температурах|ссылка=http://thermalinfo.ru/publ/tverdye_veshhestva/metally_i_splavy/teploprovodnost_i_teplofizicheskie_svojstva_marganca/7-1-0-150|год=1989|страниц=384|с=269|archivedate=2013-11-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20131121020154/http://thermalinfo.ru/publ/tverdye_veshhestva/metally_i_splavy/teploprovodnost_i_teplofizicheskie_svojstva_marganca/7-1-0-150}}</ref>
| температура плавления = 1 517 К (1243 °C)
| теплота плавления = 13,4
| температура кипения = 2 235 К (1961 °C)
| теплота испарения = 221
| молярный объём = 7,35
| структура решётки = Кубическая
| параметры решётки = 8,890
| отношение c/a = 
| температура Дебая = 400
}}

{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=25}}
'''Ма́рганец''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Mn''', от {{lang-la|Manganum}}) — [[химический элемент]] [[7 группа элементов|7-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — побочной подгруппы седьмой группы, VIIB) [[Четвёртый период периодической системы|четвёртого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]] с [[атомный номер|атомным номером]] 25.

[[Простое вещество]] '''марганец''' — это твёрдый, но одновременно с этим, хрупкий [[Переходные металлы|переходный]] [[металл]] [[Серебристый цвет|серебристо]]-[[Белый цвет|белого]] цвета. Относится к [[Цветные металлы|цветным металлам]].
{{-|left}}

== История открытия ==
Один из основных минералов марганца — [[пиролюзит]] — был известен в древности как чёрная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью [[Магнетит|магнитного железняка]], а тот факт, что он не притягивается [[магнит]]ом, [[Плиний Старший]] объяснил женским полом чёрной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 году шведский химик [[Шееле, Карл Вильгельм|К. Шееле]] показал, что в руде содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику [[Ган, Юхан Готлиб|Ю. Гану]], который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» ({{lang-ru|марганец}} происходит от {{lang-de|Manganerz}} — магнезийная руда).

== Распространённость в природе ==
{{seealso|Марганцевые руды}}

Марганец — 15-й элемент по распространённости на [[Земля|Земле]], а {{Нет АИ 2|после [[Железо|железа]] — второй [[Тяжёлые металлы|тяжёлый металл]]|12|08|2024}}, содержащийся в [[Земная кора|земной коре]] (0,085 % массы земной коры)<ref>{{книга |автор=Е. Г. Хайкина |часть=Нахождение в природе, получение и применение простых веществ|заглавие=Неорганическая химия. Химия марганца, технеция, рения: учебное пособие |язык=ru |ссылка=http://publisher.bscnet.ru/wp-content/uploads/2020/12/книга-марганец-fin.pdf |место=Улан-Удэ |издательство=[[Бурятский научный центр СО РАН|БНЦ СО РАН]] |год=2020 |страницы=11 |страниц=78 |isbn=978-5-7925-0596-4 |doi=10.31554/978-5-7925-0596-4-2020-3-76|тираж=100 |archive-url= |archive-date= }}</ref>. {{Нет АИ 2|Массовая доля марганца увеличивается от кислых (600 г/т) к основным породам (2,2 кг/т). Сопутствует железу во многих его [[руда]]х, однако встречаются и самостоятельные месторождения марганца. Марганец, рассеянный в горных породах, вымывается водой и уносится в Мировой океан. При этом его содержание в морской воде незначительно (10<sup>−7</sup>—10<sup>−6</sup> %), а в глубоких местах океана его концентрация возрастает до 0,3 % вследствие окисления растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO<sub>2</sub>·''x''H<sub>2</sub>O) и опускается в нижние слои океана, формируя так называемые [[железомарганцевые конкреции]] на дне, в которых количество марганца может достигать 45 % (также в них имеются примеси [[медь|меди]], [[никель|никеля]], [[кобальт]]а). Такие конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности|12|08|2024}}.

В России является остродефицитным сырьём, известны месторождения: ''«[[Усинское месторождение марганца|Усинское]]»'' в Кемеровской области, ''«Полуночное»'' в Свердловской, ''«Порожинское»'' в Красноярском крае, ''«Южно-Хинганское»'' в Еврейской автономной области, ''«Рогачёво-Тайнинская» площадь'' и ''«Северо-Тайнинское» поле'' на Новой Земле<ref>{{cite web |title=Марганцевая независимость: задача с тремя неизвестными |url=https://metallplace.ru/news150523_7/ |lang=ru |website=MetallPlace.ru |date=2023-05-15 |access-date=2024-08-12 |url-status=live |archive-url= |archive-date= }}</ref><ref>{{cite web |url=https://nedradv.ru/nedradv/ru/resources?obj=ab05b068239ede80d3dd35cf404917b4 |title=Марганцевые руды России. 2017 год |subtitle=Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2016 и 2017 годах» |lang=ru |website=Недра ДВ |date=2017 |access-date=2024-08-12 |url-status=live  |archive-url= |archive-date= }}</ref><ref>{{статья |автор=Боярко Г. Ю., Хатьков В. Ю. |заглавие=Критические товарные потоки марганцевого сырья в России |ссылка=https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/58652/1/bulletin_tpu-2020-v331-i4-04.pdf |язык=ru |издание=Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов |место=Томск |издательство=[[Томский политехнический университет|ТПУ]] |год=2020 |том=331 |номер=4 |issn=2413-1830 |страницы=38–53 |doi=10.18799/24131830/2020/4/2592 |archivedate=2024-08-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20240812230415/https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/58652/1/bulletin_tpu-2020-v331-i4-04.pdf}}</ref>. Большие запасы марганца обнаружены в [[Томтор (месторождение)|Томторском месторождении]] в [[Якутия|Якутии]]<ref>{{cite web |lang=ru |author=Сергей Набивачев |title=Ученые нашли крупное месторождение марганца в Якутии |url=https://rg.ru/2024/05/17/reg-dfo/uchenye-nashli-krupnoe-mestorozhdenie-marganca-v-iakutii.html |website=[[Российская газета]] |date=2024-05-17 |access-date=2024-06-08 |url-status=live |archive-url=http://web.archive.org/web/20240608235837/https://rg.ru/2024/05/17/reg-dfo/uchenye-nashli-krupnoe-mestorozhdenie-marganca-v-iakutii.html |archive-date=2024-06-08}}</ref>.

=== Минералы марганца ===
* [[пиролюзит]] Mn[[кислород|O<sub>2</sub>]]·''x''H<sub>2</sub>O, самый распространённый минерал (содержит 63,2 % марганца);
* [[манганит]] (бурая марганцевая руда) MnO(OH) (62,5 % марганца);
* [[браунит]] 3Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·Mn[[Кремний|Si]]O<sub>3</sub> (69,5 % марганца);
* [[гаусманит]] (Mn<sup>II</sup>Mn<sub>2</sub><sup>III</sup>)O<sub>4</sub> (72 % марганца);
* [[родохрозит]] (марганцевый шпат, малиновый шпат) MnCO<sub>3</sub> (47,8 % марганца);
* [[псиломелан]] ''m''MnO·MnO<sub>2</sub>·''n''H<sub>2</sub>O (45-60 % марганца);
* [[пурпурит]] Mn<sup>3+</sup>[PO<sub>4</sub>], (36,65 % марганца).

== Физические свойства ==
Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой<ref name="ХЭ"/>.

Некоторые свойства приведены в таблице.
Другие свойства марганца:
* [[Работа выхода]] электрона: 4,1 [[электрон-вольт|эВ]]
* [[Коэффициент теплового расширения]]: 0,000022 K<sup>−1</sup> (при 0 °C)
* Электропроводность: 0,00695{{e|6}} Ом<sup>−1</sup>·см<sup>−1</sup>
* Теплопроводность: 0,0782 Вт/(см·K)
* Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
* Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
* Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль
* [[Твёрдость]]:
** по [[Метод Бринелля|шкале Бринелля]]: 196 [[Паскаль (единица измерения)|МПа]]
** по [[Шкала Мооса|шкале Мооса]]: 4<ref>{{книга | автор = Поваренных А. С. |заглавие = Твёрдость минералов | издательство = АН УССР| год = 1963 | страницы = 197—208 |страниц=304 }}</ref>
* Давление паров: 121 Па при 1244 °C
* Молярный объём: 7,35 см<sup>3</sup>/моль

== Химические свойства ==
{| class="wikitable" align="right"
|+ Стандартный [[окислительно-восстановительный потенциал|окислительно-восстановительные потенциалы]] по отношению к водородному электроду
! Окисленная<br> форма !! Восстановленная<br> форма !! Среда !! ''E''<sup>0</sup>, В
|-
|Mn<sup>2+</sup>||Mn||H<sup>+</sup>||−1,186
|-
|Mn<sup>3+</sup>||Mn<sup>2+</sup>||H<sup>+</sup>||+1,51
|-
|MnO<sub>2</sub>||Mn<sup>3+</sup>||H<sup>+</sup>||+0,95
|-
|MnO<sub>2</sub>||Mn<sup>2+</sup>||H<sup>+</sup>||+1,23
|-
|MnO<sub>2</sub>||Mn(OH)<sub>2</sub>||OH<sup>−</sup>||−0,05
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>2−</sup>||MnO<sub>2</sub>||H<sup>+</sup>||+2,26
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>2−</sup>||MnO<sub>2</sub>||OH<sup>−</sup>||+0,62
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>||MnO<sub>4</sub><sup>2−</sup>||OH<sup>−</sup>||+0,56
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>||H<sub>2</sub>MnO<sub>4</sub>||H<sup>+</sup>||+1,22
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>||MnO<sub>2</sub>||H<sup>+</sup>||+1,69
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>||MnO<sub>2</sub>||OH<sup>−</sup>||+0,60
|-
|MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>||Mn<sup>2+</sup>||H<sup>+</sup>||+1,51
|}

[[Файл:Poutbaix-mn.png|thumb|[[Диаграмма Пурбе]] для марганца]]

Характерные степени окисления марганца: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (степени окисления +1, +5 малохарактерны, а степень окисления −1 встречается очень редко).

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде:

: <chem>Mn + O2 -> MnO2</chem>

Марганец при реакции с перегретым водяным паром, образует гидроксид, вытесняя [[водород]]:

: <chem>Mn{} + 2 H2O ->[^\circ t] Mn(OH)2{} + H2\uparrow</chem>

При этом слой образующегося гидроксида марганца замедляет реакцию.

Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с [[азот]]ом, образуя различные по составу [[нитриды]].

[[Углерод]] реагирует с расплавленным марганцем, образуя [[карбиды]] Mn<sub>3</sub>C и другие. Образует также [[силициды]], [[бориды]], [[фосфиды]].

С [[соляная кислота|соляной]] и [[серная кислота|серной]] кислотами реагирует по уравнению

: <chem>Mn{} + 2 H^+ -> Mn^2+{} + H2\uparrow</chem>

С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению

: <chem>Mn{} + 2 H2SO4 -> MnSO4{} + SO2\uparrow + 2 H2O</chem>

С разбавленной [[азотная кислота|азотной кислотой]] реакция идёт по уравнению

: <chem>3 Mn{} + 8 HNO3 -> 3 Mn(NO3)2{} + 2 NO\uparrow + 4 H2O</chem>

В щелочном растворе марганец устойчив.

Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, MnO<sub>2</sub>, MnO<sub>3</sub> (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn<sub>2</sub>O<sub>7</sub>.

Mn<sub>2</sub>O<sub>7</sub> в обычных условиях — жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного цвета, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn<sub>2</sub>O<sub>7</sub> разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub> и MnO<sub>2</sub>, а также комбинированный оксид Mn<sub>3</sub>O<sub>4</sub> (2MnO·Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, или соль Mn<sub>2</sub>MnO<sub>4</sub>).

При сплавлении оксида марганца(IV) ([[пиролюзит]]) со щелочами в присутствии кислорода образуются [[манганаты]]:

: <chem>2 MnO2{} + 4 KOH{} + O2 -> 2 K2MnO4{} + 2 H2O</chem>

Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция

: <chem>3 K2MnO4{} + 3 H2SO4 -> 3 K2SO4{} + 2 HMnO4{} + MnO(OH)2 v + H2O</chem>

Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>, и из него выпадает коричневый осадок оксида-гидроксида марганца(IV).

Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более чем до 20 %. Сама кислота и её соли ([[перманганаты]]) — сильные окислители. Например, [[перманганат калия]] в зависимости от [[Водородный показатель|pH]] раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца(II), в нейтральной — до соединений марганца(IV), в сильно щелочной — до соединений марганца(VI).

При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия)

: <chem>2 KMnO4 ->[^\circ t] K2MnO4{} + MnO2{} + O2</chem>

Под действием сильных окислителей ион Mn<sup>2+</sup> переходит в ион MnO<sub>4</sub><sup>−</sup>:

: <chem>2 MnSO4{} + 5 PbO2{} + 6 HNO3 -> 2 HMnO4{} + 2 PbSO4{} + 3 Pb(NO3)2{} + 2 H2O</chem>

Эта реакция используется для качественного определения Mn<sup>2+</sup> (см. в разделе «Определение методами химического анализа»).

При подщелачивании растворов солей Mn(II) из них выпадает осадок гидроксида марганца(II), быстро буреющий на воздухе в результате окисления. Подробное описание реакции см. в разделе «Определение методами химического анализа».
В нейтральных или кислых водных растворах ион Mn<sup>2+</sup> образует окрашенный в бледно-розовый цвет аквакомплекс [Mn(H{{sub|2}}O){{sub|6}}]{{sup|2+}}.

Соли MnCl<sub>3</sub>, Mn<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> неустойчивы. Гидроксиды Mn(OH)<sub>2</sub> и Mn(OH)<sub>3</sub> имеют основный характер, MnO(OH)<sub>2</sub> — амфотерный. Хлорид марганца(IV) MnCl<sub>4</sub> очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения [[хлор]]а:

: <chem>MnO2{} + 4 HCl -> MnCl2{} + Cl2\uparrow + 2 H2O</chem>

Нулевая степень окисления у марганца проявляется в соединениях с σ-донорными и π-акцепторными лигандами. Так, для марганца и известен карбонил состава Mn<sub>2</sub>(CO)<sub>10</sub>.

Известны и другие соединения марганца с σ-донорными и π-акцепторными лигандами (PF<sub>3</sub>, NO, N<sub>2</sub>, P(C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>).

: <chem>2 Na + Mn2{}(CO)10{} -> 2 Na[Mn(CO)5{}]</chem>

== Получение ==
* [[Алюминотермия|Алюминотермическим]] методом, восстанавливая оксид Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, образующийся при прокаливании пиролюзита:
*: <chem>4 MnO2 -> 2 Mn2O3 + O2</chem>
*: <chem>Mn2O3 + 2 Al -> 2 Mn + Al2O3</chem>
*Восстановлением железосодержащих оксидных руд марганца [[Каменноугольный кокс|коксом]]. Этим способом в металлургии обычно получают [[ферромарганец]] (~80 % Mn). <chem>MnO2 + 2C -> Mn + 2CO</chem>
* Чистый металлический марганец получают электролизом.                                                                                                                 <chem>MnSO4 +2H2O ->[electrolysis] Mn + H2 + O2 +  H2SO4</chem>

== Изотопы ==
{{главная|Изотопы марганца}}
Марганец является [[Моноизотопный элемент|моноизотопным]] элементом — в природе существует только один устойчивый изотоп <sup>55</sup>Mn.
Все другие изотопы марганца нестабильны и [[Радиоактивный распад|радиоактивны]], они получены искусственно. Известны 25 радиоактивных изотопов марганца, имеющие [[массовое число]] {{math|''А''}} в диапазоне от 44 до 70. Наиболее стабильными из них являются <sup>53</sup>Mn (период полураспада {{nobr|{{math|''T''<sub>1/2</sub>}} {{=}} 3,7 млн лет}}), <sup>54</sup>Mn ({{nobr|{{math|''T''<sub>1/2</sub>}} {{=}} 312,3 суток}}) и <sup>52</sup>Mn ({{nobr|{{math|''T''<sub>1/2</sub>}} {{=}} 5,591 суток}}). Преобладающим каналом распада лёгких изотопов марганца ({{nobr|{{mvar|А}} < 55}}) является [[электронный захват]] (и иногда конкурирующий с ним [[позитронный распад]]) в соответствующие изотопы хрома. У тяжёлых изотопов ({{nobr|{{mvar|А}} > 55}}) основным каналом распада является [[бета-минус-распад|β<sup>−</sup>-распад]] в соответствующие изотопы железа. Известны также 7 [[Ядерная изомерия|изомеров]] (метастабильных возбуждённых состояний) с периодами полураспада более {{nobr|100 нс}}.

== Применение в промышленности ==

=== Применение в металлургии ===
Марганец в виде ферромарганца применяется для [[Раскисление металлов|раскисления]] [[сталь|стали]] при её плавке, то есть для удаления из неё кислорода. Кроме того, он связывает [[сера|серу]], что также улучшает свойства сталей. Введение до 12—13 % Mn в сталь (так называемая [[сталь Гадфильда]]), иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет сталь, делает её твёрдой и сопротивляющейся износу и ударам (т. н. «[[наклёп]]»). Такая сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д. В «зеркальный чугун» вводится до 20 % Mn, применяемый при выплавке стали.

В 1920—1940-х годах применение марганца позволяло выплавлять броневую сталь. В начале 1950-х годов в журнале «Сталь» возникла дискуссия по вопросу о возможности снижения содержания марганца в чугуне, и тем самым отказа от поддержки определённого содержания марганца в процессе мартеновской плавки, в которой, вместе с В. И. Явойским и [[Баптизманский, Вадим Ипполитович|В. И. Баптизманским]], принял участие Е. И. Зарвин, который на основе производственных экспериментов показал нецелесообразность существовавшей технологии. Позже он показал возможность ведения [[Мартеновская печь|мартеновского]] процесса на маломарганцовистом чугуне. С пуском [[Западно-Сибирский металлургический комбинат|ЗСМК]] началась разработка передела низкомарганцовистых чугунов в конвертерах<ref>''Охотский В. Б.'' Металлургия России на рубеже XXI века. Новокузнецк. 2005.</ref>.

Сплав 83 % [[медь|Cu]], 13 % Mn и 4 % [[никель|Ni]] ([[манганин]]) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления [[реостат]]ов и пр.

Марганец вводят в [[Бронза|бронзы]] и [[Латунь|латуни]].

=== Применение в химии ===
Значительное количество [[диоксид марганца|диоксида марганца]] потребляется при производстве марганцево-[[цинк]]овых [[Гальванический элемент|гальванических элементов]], MnO<sub>2</sub> используется в таких элементах в качестве окислителя-[[Поляризация электрохимическая|деполяризатора]].

Соединения марганца также широко используются как в тонком органическом синтезе (MnO<sub>2</sub> и KMnO<sub>4</sub> в качестве окислителей), так и промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов окисления углеводородов, например, в производстве [[терефталевая кислота|терефталевой кислоты]] окислением ''p''-[[ксилол]]а, окисление [[Алканы|парафинов]] в высшие жирные кислоты).

[[Арсенид марганца]] обладает гигантским [[магнитокалорический эффект|магнитокалорическим эффектом]], усиливающимся под давлением.

[[Теллурид марганца]] — перспективный термоэлектрический материал ([[термо-ЭДС]] 500 мкВ/К).

== Определение методами химического анализа ==
Марганец принадлежит к пятой аналитической группе катионов.

Специфические реакции, используемые в [[аналитическая химия|аналитической химии]] для обнаружения катионов Mn<sup>2+</sup>, следующие:

'''1. Едкие [[щёлочь|щёлочи]]''' с солями марганца(II) дают белый осадок гидроксида марганца(II):

:: <math>\mathsf{MnSO_4 + 2KOH \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow + K_2SO_4}</math>
:: <math>\mathsf{Mn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mn(OH)_2\downarrow}</math>

Осадок на воздухе меняет цвет на бурый из-за окисления кислородом воздуха.

''Выполнение реакции.'' К двум каплям раствора соли марганца добавляют две капли раствора щёлочи. Наблюдают изменение цвета осадка.

'''2. [[Пероксид водорода]]''' в присутствии щёлочи окисляет соли марганца(II) до тёмно-бурого соединения марганца(IV):

:: <math>\mathsf{MnSO_4 + H_2O_2 + 2NaOH \rightarrow MnO(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4 + H_2O}</math>
:: <math>\mathsf{Mn^{2+} + H_2O_2 + 2OH^-\rightarrow MnO(OH)_2\downarrow + H_2O}</math>

''Выполнение реакции.'' К двум каплям раствора соли марганца добавляют четыре капли раствора щёлочи и две капли раствора H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>.

'''3. [[Диоксид свинца]] PbO<sub>2</sub>''' в присутствии концентрированной [[азотная кислота|азотной кислоты]] при нагревании окисляет Mn<sup>2+</sup> до MnO<sub>4</sub><sup>−</sup> с образованием марганцевой кислоты малинового цвета:
:: <math>\mathsf{2MnSO_4 + 5PbO_2 + 6HNO_3 \rightarrow 2HMnO_4 + 2PbSO_4\downarrow + 3Pb(NO_3)_2 + 2H_2O}</math>
:: <math>\mathsf{2Mn^{2+} + 5PbO_2 + 4H^+ \rightarrow 2MnO_4^- + 5Pb^{2+} + 2H_2O}</math>

Эта реакция даёт отрицательный результат в присутствии восстановителей, например [[хлороводородная кислота|хлороводородной кислоты]] и её солей, так как они взаимодействуют с диоксидом свинца, а также с образовавшейся марганцевой кислотой. При больших количествах марганца провести эту реакцию не удаётся, так как избыток ионов Mn<sup>2+</sup> восстанавливает образующуюся марганцевую кислоту HMnO<sub>4</sub> до MnO(OH)<sub>2</sub>, и вместо малиновой окраски появляется бурый осадок. Вместо диоксида свинца для окисления Mn<sup>2+</sup> в MnO<sub>4</sub><sup>−</sup> могут быть использованы другие окислители, например, персульфат аммония (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub> в присутствии катализатора — ионов Ag<sup>+</sup> или висмутат натрия NaBiO<sub>3</sub>:

:: <math>\mathsf{2MnSO_4 + 5NaBiO_3 + 16HNO_3 \rightarrow 2HMnO_4 + 5Bi(NO_3)_3 + NaNO_3 + 2Na_2SO_4 + 7H_2O}</math>

''Выполнение реакции.'' В пробирку вносят стеклянным шпателем немного PbO<sub>2</sub>, а затем 5 капель концентрированной азотной кислоты HNO<sub>3</sub> и нагревают смесь на кипящей водяной бане. В нагретую смесь добавляют 1 каплю раствора сульфата марганца(II) MnSO<sub>4</sub> и снова нагревают 10—15 мин, встряхивая время от времени содержимое пробирки. Дают избытку диоксида свинца осесть и наблюдают малиновую окраску образовавшейся марганцевой кислоты.

При окислении висмутатом натрия реакцию проводят следующим образом. В пробирку помещают 1—2 капли раствора сульфата марганца(II) и 4 капли 6 н. HNO<sub>3</sub>, добавляют несколько крупинок висмутата натрия и встряхивают. Наблюдают появление малиновой окраски раствора.

'''4. Сульфид аммония (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S''' осаждает из раствора солей марганца сульфид марганца(II), окрашенный в телесный цвет:

:: <math>\mathsf{MnSO_4 + (NH_4)_2S \rightarrow MnS\downarrow + (NH_4)_2SO_4}</math>
:: <math>\mathsf{Mn^{2+} + S^{2-} \rightarrow MnS\downarrow }</math>

Осадок легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах и даже в уксусной кислоте.

''Выполнение реакции.'' В пробирку помещают 2 капли раствора соли марганца(II) и добавляют 2 капли раствора сульфида аммония.

== Биологическая роль и содержание в живых организмах ==
Марганец содержится в организмах всех растений и животных, хотя его содержание обычно очень мало, порядка тысячных долей процента, он оказывает значительное влияние на жизнедеятельность, то есть является [[микроэлементы|микроэлементом]]. Марганец оказывает влияние на рост, образование [[кровь|крови]] и функции [[половые железы|половых желёз]]. Особо богаты марганцем листья [[свёкла|свёклы]] и плоды [[дуриан]]а — до 0,03 %, а также большие его количества содержатся в организмах рыжих [[муравей|муравьёв]] — до 0,05 %. Некоторые бактерии содержат до нескольких процентов марганца.

Избыточное накопление марганца в организме сказывается, в первую очередь, на функционировании центральной нервной системы. Это проявляется в утомляемости, сонливости, ухудшении функций памяти. Марганец является политропным ядом, поражающим также лёгкие, сердечно-сосудистую и гепатобиллиарную системы, вызывает аллергический и мутагенный эффект.

== Токсичность ==
{{main|Отравление марганцем}}
{{частично без сносок|в разделе |дата=2024-04-18}}
Токсическая доза для человека составляет 40 мг марганца в день. Летальная доза для человека не определена.

При пероральном поступлении марганец относится к наименее ядовитым микроэлементам. Главными признаками отравления марганцем у животных являются угнетение роста, понижение аппетита, нарушение метаболизма железа и изменение функции мозга.

Сообщений о случаях отравления марганцем у людей, вызванных приёмом пищи с высоким содержанием марганца, нет{{Нет в источнике}}. В основном отравление людей наблюдается в случаях хронической ингаляции больших количеств марганца на производстве<ref name="БМЭ-3изд-ТОМ-13">{{БМЭ3|статья=Марганец|автор=Лопина О. Д.; Аврунина Г. А. (рад.), [[Воронцова, Елена Ивановна|Воронцова E. И.]], Прядилова H. В. (гиг.), Рыжкова М. Н. (клиника), Хижнякова К. И. (суд.)|том=13|страницы=417—420|ref=Лопина и др.}}</ref>. Оно проявляется в виде тяжёлых нарушений психики, включая гиперраздражительность, гипермоторику и галлюцинации — «марганцевое безумие». В дальнейшем развиваются изменения в экстрапирамидной системе, подобные болезни Паркинсона.

Чтобы развилась клиническая картина хронического отравления марганцем, обычно требуется несколько лет. Она характеризуется достаточно медленным нарастанием патологических изменений в организме, вызываемых повышенным содержанием марганца в окружающей среде (в частности, распространение эндемического зоба, не связанного с дефицитом [[иод]]а).

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{БРЭ|статья=Марганец|автор=Зимина Г. В.|год=2017|ref=Зимина|ссылка=https://old.bigenc.ru/chemistry/text/2184972|архив=https://web.archive.org/web/20230103225403/https://bigenc.ru/chemistry/text/2184972|архив дата=2023-01-03}}
* {{Книга|ref=Популярная библиотека химических элементов|заглавие=Популярная библиотека химических элементов|ответственный=Сост. В. В. Станцо, М. Б. Черненко|год=1983|часть=Марганец|место=М.|издательство=Наука|страниц=575|том как есть=Кн. 1. Водород - палладий}}
* {{Книга|автор=[[Прокин, Василий Александрович|Прокин В. А.]]|заглавие=Месторождения полезных ископаемых Урала|ответственный=Отв. ред. [[Коротеев, Виктор Алексеевич|В. А. Коротеев]], В. А. Прокин|год=1999|часть=4.3. Марганцевые руды|ссылка часть=http://195.19.145.7/Publications/Prokin/stat43.htm|место=Екатеринбург|издательство=Ин-т геологии и геохимии УрО РАН|страниц=183|isbn=5-7691-0936-X}}

== Ссылки ==
{{навигация|Викисловарь=марганец}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Mn/key.html Марганец] на Webelements

{{Внешние ссылки}}

{{Соединения марганца}}
{{Периодическая система элементов}}
{{Ряд активности металлов}}

[[Категория:Химические элементы]]
[[Категория:Металлы]]
[[Категория:Марганец|*]]
[[Категория:Переходные металлы]]