Соединения вольфрама очень сходны с соединениями молиб­дена. Из них наибольшее значение имеют вольфрамовая кислота H2W04 и ее соли.

ПОДГРУППА МАРГАНЦА

В состав этой подгруппы входят элементы побочной подгруппы седьмой группы: марганец, технеций и рений. Отношение между ними и элементами главной подгруппы седьмой группы — галоге­нами — приблизительно такое же, как и между элементами глав­ной и побочной подгрупп шестой группы. Имея в наружном элек­тронном слое атома всего два электрона, марганец и его аналоги не способны присоединять электроны и, в отличие от галогенов, соединений с водородом не образуют. Однако высшие кислородные соединения этих элементов до некоторой степени сходны с соот­ветствующими соединениями галогенов, так как в образовании связей с кислородом у них, как и у галогенов, могут участво­вать семь электронов. Поэтому их высшая степень окисленности равна +7.

Из элементов подгруппы марганца наибольшее практическое значение имеет сам марганец. Рений, открытый в 1925 г., — редкий элемент, однако, благодаря ряду ценных свойств, находит приме­нение в технике. Технеций в земной коре не встречается. Он был получен в 1937 г. искусственно, бомбардировкой ядер атомов молибдена ядрами тяжелого изотопа водорода — дейтронами (см. § 37). Технеций был первым элементом, полученным искусствен­ным, «техническим» путем, что и послужило основанием для его названия.

Марганец (Manganum). Марганец принадлежит к доволь­но распространенным элементам, составляя 0,1 % (масс.) земной коры. Из соединений, содержащих марганец, наиболее часто встре­чается минерал пиролюзит, представляющий собой диоксид мар­ганца Мп02. Большое значение имеют также минералы гаусманит Мп304 и браунит Мп203.

СССР располагает большими запасами марганца. По запасам руд с высоким содержанием марганца СССР занимает первое ме­сто в мире.

Марганец получают либо электролизом раствора MnS04, либо восстановлением из его оксидов кремнием в электрических печах. Второй (силикотермический) метод более экономичен, но дает менее чистый продукт. При электролитическом методе руду вос­станавливают до соединений марганца со степенью окисленности-\-2,а затем растворяют в смеси серной кислоты с сульфатом ам­мония. Получающийся раствор подвергают электролизу. Снятые с катодов осадки металла переплавляют в слитки.

Марганец — серебристо-белый твердый хрупкий металл. Его плотность 7,44 г/см3, температура плавления 1245°С. Известны че­тыре кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически устойчива в определенном интервале темпера­тур. Ниже 707 °С устойчив а-марганец, имеющий сложную струк­туру— в его элементарную ячейку входят 58 атомов. Сложность структуры марганца при температурах ниже 707°С обусловливает его хрупкость.

В ряду напряжений марганец находится между алюминием и цинком: стандартный электродный потенциал системы Мп²+/Мп равен —1,18 В. На воздухе марганец покрывается тонкой оксид­ной пленкой, предохраняющей его от дальнейшего окисления даже при нагревании. Но в мелкораздробленном состоянии марганец окисляется довольно легко. Вода при комнатной температуре дей­ствует на марганец очень медленно, при нагревании — быстрее. Он растворяется в разбавленных соляной и азотной кислотах, а также в горячей концентрированной серной кислоте (в холодной H2SO4 он практически нерастворим); при этом образуются катионы Мп²⁺.

Марганец применяется главным обр азом в производстве леги­рованных сталей. Марганцовистая сталь, содержащая до 15 % Мп, обладает высокими твердостью и прочностью. Из нее изготовляют рабочие части дробильных машин, шаровых мельниц, железнодо­рожные рельсы. Кроме того, марганец входит в состав ряда спла­вов наоснове магния; он повышает их стойкость против коррозии. Сплав меди с марганцем и никелем — манганин (см. § 200) обла­дает низкимтемпературным коэффициентом электрического сопро­тивления. В небольших количествах марганец вводится во многие сплавы алюминия.

Марганец образует четыре простых оксида (МпО, Мп203, Мп02 и Мп207) и смешанный оксид Мп304 (или Мп0-Мп203). Первые два оксида обладают основными свойствами, диоксид марганца Мп02 амфотерен, а высший оксид Мп207 является ангидридом марганцовой кислоты НМп04. Известны также производные мар­ганца (IV),но соответствующий оксид Мп03 не получен.

В практическом отношении наиболее важны соединения мар­ганца (II), диоксид марганца и соли марганцовой кислоты'—пер- манганаты, в которых марганец находится в степени окисленно­сти -)-7.

Соединения м а р г а н ц а (II). Соли марганца (II) полу­чаются при растворении марганца в разбавленных кислотах или при действии кислот на различные природные соединения марган­ца. Так, из раствора, остающегося после получения хлора дей­ствием соляной кислоты на диоксид марганца, выкристаллизовы­вается хлорид марганца(II) МпС12 в виде бледно-розовых кристал­лов. В твердом виде соли марганца(II) обычно розового цвета, растворы же их почти бесцветны.

При действии щелочей на растворы солей марганца(II) выпа­дает белый осадок — гидроксид марганца(\\) Мп(ОН)2. Осадок легко растворяется в кислотах. На воздухе он быстро темнеет, окисляясь в бурый гидроксид марганца (IV) Мп(ОН)4.

Дата добавления: 2015-08-21