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錳的制取與用途

2021/7/30 15:23:37
錳是一種化學(xué)元素,其化學(xué)符號為Mn,原子序數(shù)為25,原子量為54.938045 u。錳不會以元素的形式存在于自然界中,它經(jīng)常以與鐵所形成的礦物形式被發(fā)現(xiàn)。錳是重要工業(yè)用合金所使用的過渡元素,特別是用于不銹鋼的材料。

歷史上,錳的名稱來自生產(chǎn)軟錳礦(pyrolusiteand)以及其他黑色礦物的希臘馬格尼西亞(Magnesia in Greece)地區(qū),這個地區(qū)的名稱來自其生產(chǎn)鎂礦(magnesium)以及磁鐵礦(iron ore magnetite)。到了大約18世紀中葉時,瑞典裔德國科學(xué)家卡爾·威廉·舍勒已經(jīng)可以利用軟錳礦制造氯氣。這時,舍勒和其他人已經(jīng)知道軟錳礦(這時還不知道此為二氧化錳)含有其他未被發(fā)現(xiàn)的元素,但是他們沒辦法分離出這個新元素。直到1774年,約翰·戈特利布·甘恩是個可以從具有不純的金屬樣品分離出錳元素的人,他成功的利用碳還原此氧化物(含二氧化錳的礦物)得到了錳。

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物理性質(zhì)

錳是銀灰色金屬,性堅而脆、難熔、易被氧化。錳金屬及其離子皆為順磁物質(zhì)。錳在空氣中會緩慢失去光澤,在含氧的水中會氧化(像鐵生銹)。

制取

對二氧化錳進行鋁熱反應(yīng)可得到單質(zhì)錳:

4Al+ 3MnO2→ 2Al2O3+ 3Mn

用途

冶金工業(yè)中用以制造特種鋼,在鋼鐵生產(chǎn)上用錳鐵合金作為去硫劑和去氧劑。

此外錳也用作合金,電池等。二氧化錳(MnO2)用作催化劑和棕色顏料,高錳酸鉀(KMnO4)用作氧化劑及消毒劑。

在不銹鋼上用磷酸錳處理可以防銹及防蝕。工業(yè)上會使用不同氧化態(tài)的錳離子當作不同顏色的染料。含有堿金屬或堿土族離子的過錳酸鹽類是強氧化劑。在碳鋅電池及堿性電池中,二氧化錳會被當作陰極使用。 在生物學(xué)中,錳離子可在多種的酵素中擔任輔因子的角色。錳酵素對組織中超氧自由基的解毒,清除元素態(tài)氧原子非常重要。

錳也會在光合植物的氧釋放復(fù)合體中作用。雖然目前已知所有的有機生命體皆需要微量的錳,但其過量卻會變成神經(jīng)毒素。尤其過度吸入可以導(dǎo)致錳中毒,有時會造成不可逆的神經(jīng)危害。

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