मैंगनीज (रासायनिक तत्व): गुण, अनुप्रयोग, पदनाम, ऑक्सीकरण अवस्था, रोचक तथ्य

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

धातु विज्ञान के लिए सबसे महत्वपूर्ण धातुओं में से एक मैंगनीज है। इसके अलावा, यह आम तौर पर एक असामान्य तत्व है जिसके साथ दिलचस्प तथ्य जुड़े हुए हैं। कई मिश्र धातुओं, रसायनों के उत्पादन में आवश्यक जीवों के लिए महत्वपूर्ण। मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसकी एक तस्वीर नीचे देखी जा सकती है। यह इसके गुण और विशेषताएं हैं जिन पर हम इस लेख में विचार करेंगे।

रासायनिक तत्व की विशेषता

आवर्त प्रणाली के तत्व के रूप में अगर हम मैंगनीज की बात करें तो सबसे पहले हमें इसमें इसकी स्थिति का वर्णन करना चाहिए।

1. चौथे प्रमुख काल में स्थित, सातवां समूह, द्वितीयक उपसमूह।
2. ऑर्डिनल नंबर - 25. मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसके परमाणुओं के नाभिक का आवेश +25 होता है। इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है, न्यूट्रॉन - 30.
3. परमाणु द्रव्यमान का मान 54,938 है।
4. रासायनिक तत्व मैंगनीज का पदनाम - Mn.
5. लैटिन नाम - मैंगनीज।

क्रोमियम और लोहे के बीच स्थित है, जो भौतिक और रासायनिक विशेषताओं में उनके साथ इसकी समानता की व्याख्या करता है।

मैंगनीज - रासायनिक तत्व: संक्रमण धातु

यदि हम एक कम परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर विचार करें, तो इसका सूत्र इस तरह दिखेगा: 1s²2s²2p 6 ^3s2^3p6^4s2^3d 5. यह स्पष्ट हो जाता है कि जिस तत्व पर हम विचार कर रहे हैं वह डी-परिवार से एक संक्रमण धातु है। 3डी सबलेवल पर पांच इलेक्ट्रॉन परमाणु की स्थिरता का संकेत देते हैं, जो इसके रासायनिक गुणों में प्रकट होता है।

एक धातु के रूप में, मैंगनीज एक कम करने वाला एजेंट है, लेकिन इसके अधिकांश यौगिक काफी मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता प्रदर्शित करने में सक्षम हैं। यह विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं और इस तत्व की संयोजकता के कारण है। यह इस परिवार की सभी धातुओं की विशेषता है।

इस प्रकार, मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है जो अन्य परमाणुओं के बीच स्थित है और इसकी अपनी विशेष विशेषताएं हैं। आइए विचार करें कि ये गुण क्या हैं और अधिक विस्तार से।

मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है। ऑक्सीकरण अवस्था

परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र हम पहले ही दे चुके हैं। उनके अनुसार, यह तत्व कई सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्रदर्शित करने में सक्षम है। यह है:

• 0;
• +2;
• +3;
• +4;
• +6;
• +7.

एक परमाणु की संयोजकता IV है। सबसे स्थिर वे यौगिक हैं जिनमें मैंगनीज का मान +2, +4, +6 है। ऑक्सीकरण की उच्चतम डिग्री यौगिकों को सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में कार्य करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए: KMnO₄, Mn₂O₇।

+2 के साथ यौगिक कम करने वाले एजेंट हैं, मैंगनीज (II) हाइड्रॉक्साइड में एम्फ़ोटेरिक गुण होते हैं, जिसमें मूल की प्रबलता होती है। मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्थाएं उभयधर्मी यौगिक बनाती हैं।

खोज इतिहास

मैंगनीज एक ऐसा रासायनिक तत्व है जिसकी खोज तुरंत नहीं, बल्कि धीरे-धीरे और विभिन्न वैज्ञानिकों ने की थी। हालांकि, इसके यौगिकों का उपयोग लोग प्राचीन काल से करते आ रहे हैं। काँच को गलाने के लिए मैंगनीज (IV) ऑक्साइड का उपयोग किया गया था। एक इतालवी ने इस तथ्य को बताया कि चश्मे के रासायनिक उत्पादन में इस यौगिक को जोड़ने से उनका रंग बैंगनी हो जाता है। इसके साथ ही यही पदार्थ रंगीन चश्मे में धुंध को खत्म करने में मदद करता है।

बाद में ऑस्ट्रिया में, वैज्ञानिक कैम ने पायरोलिसाइट (मैंगनीज (IV) ऑक्साइड), पोटाश और कोयले को उच्च तापमान पर उजागर करके धात्विक मैंगनीज का एक टुकड़ा प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की। हालाँकि, इस नमूने में कई अशुद्धियाँ थीं, जिन्हें वह समाप्त नहीं कर सका, इसलिए खोज नहीं हुई।

बाद में भी एक अन्य वैज्ञानिक ने एक ऐसे मिश्रण का संश्लेषण किया जिसमें एक महत्वपूर्ण अनुपात शुद्ध धातु का था। यह बर्गमैन था, जिसने पहले निकल तत्व की खोज की थी। हालाँकि, उसे काम खत्म करना नसीब नहीं था।

मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसे पहली बार 1774 में कार्ल शीले द्वारा एक साधारण पदार्थ के रूप में प्राप्त और पृथक किया गया था। हालांकि, उन्होंने आई. गण के साथ मिलकर ऐसा किया, जिन्होंने धातु के एक टुकड़े को गलाने की प्रक्रिया पूरी की। लेकिन यहां तक कि वे इसे पूरी तरह से अशुद्धियों से छुटकारा पाने और 100% उत्पाद प्राप्त करने में विफल रहे।

फिर भी, यह समय बन गयाइस परमाणु की खोज। उन्हीं वैज्ञानिकों ने खोजकर्ताओं के रूप में एक नाम देने का प्रयास किया। उन्होंने मैंगनीज शब्द चुना। हालांकि, मैग्नीशियम की खोज के बाद, भ्रम की स्थिति शुरू हुई, और मैंगनीज का नाम बदलकर आधुनिक कर दिया गया (एच डेविड, 1908)।

चूंकि मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है जिसके गुण कई धातुकर्म प्रक्रियाओं के लिए बहुत मूल्यवान हैं, समय के साथ इसे शुद्धतम रूप में प्राप्त करने का तरीका खोजना आवश्यक हो गया। इस समस्या को दुनिया भर के वैज्ञानिकों द्वारा हल किया गया था, लेकिन सोवियत रसायनज्ञ आर। एग्लाडेज़ के काम की बदौलत 1919 में ही इसका समाधान हो पाया। यह वह था जिसने एक ऐसी विधि की खोज की जिसके द्वारा इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मैंगनीज के सल्फेट्स और क्लोराइड से 99.98% पदार्थ सामग्री के साथ शुद्ध धातु प्राप्त करना संभव है। अब यह तरीका पूरी दुनिया में लागू है।

प्रकृति में होना

मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसका एक साधारण पदार्थ का फोटो नीचे देखा जा सकता है। प्रकृति में, इस परमाणु के कई समस्थानिक हैं, जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या बहुत भिन्न होती है। इस प्रकार, द्रव्यमान संख्या 44 से 69 तक होती है। हालाँकि, एकमात्र स्थिर समस्थानिक वह तत्व है जिसका मान ⁵⁵Mn है, बाकी सभी का या तो नगण्य रूप से छोटा आधा जीवन है या मौजूद है बहुत कम मात्रा।

चूंकि मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है जिसकी ऑक्सीकरण अवस्था बहुत भिन्न होती है, यह प्रकृति में कई यौगिक भी बनाती है। अपने शुद्ध रूप में यह तत्व बिल्कुल भी नहीं होता है। खनिजों और अयस्कों में, इसका निरंतर पड़ोसी लोहा है।कुल मिलाकर, कई सबसे महत्वपूर्ण चट्टानों की पहचान की जा सकती है, जिनमें मैंगनीज भी शामिल है।

1. पायरोलुसाइट। यौगिक सूत्र: MnO₂nH₂O.
2. Psilomelane, MnO2mMnOnH2O अणु।
3. मैंगनाइट, सूत्र MnOOH.
4. ब्राउनाइट बाकियों से दुर्लभ है। फॉर्मूला एमएन₂O₃.
5. गौसमनाइट, सूत्र MnMn₂O_4.
6. रोडोनाइट एमएन₂(SiO₃)₂।
7. मैंगनीज के कार्बोनेट अयस्क।
8. रास्पबेरी स्पर या रोडोक्रोसाइट - एमएनसीओ₃।
9. पुरपुराइट - एमएन₃पीओ₄।

इसके अलावा, आप कुछ और खनिजों को नामित कर सकते हैं, जिनमें विचाराधीन तत्व भी शामिल है। यह है:

• कैल्साइट;
• साइडराइट;
• मिट्टी के खनिज;
• कैलेडोनी;
• ओपल;
• रेत-सिली यौगिक।

चट्टानों और तलछटी चट्टानों, खनिजों के अलावा, मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है जो निम्नलिखित वस्तुओं का हिस्सा है:

1. पौधे के जीव। इस तत्व के सबसे बड़े संचायक हैं: जल शाहबलूत, बत्तख, डायटम।
2. जंगली मशरूम।
3. कुछ प्रकार के बैक्टीरिया।
4. निम्नलिखित जानवर: लाल चींटियां, क्रस्टेशियंस, मोलस्क।
5. लोग - दैनिक आवश्यकता लगभग 3-5 मिलीग्राम है।
6. महासागरों के पानी में इस तत्व का 0.3% है।
7. पृथ्वी की पपड़ी में कुल सामग्री द्रव्यमान द्वारा 0.1%।

सामान्य तौर पर, यह हमारे ग्रह पर सभी का 14वां सबसे प्रचुर तत्व है। भारी धातुओं में, यह दूसरे स्थान पर हैलोहा।

भौतिक गुण

मैंगनीज के गुणों की दृष्टि से एक साधारण पदार्थ के रूप में इसके लिए अनेक मूलभूत भौतिक विशेषताओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

1. साधारण पदार्थ के रूप में यह काफी ठोस धातु है (मोह पैमाने पर सूचक 4 है)। रंग - चांदी-सफेद, हवा में एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर, कट में चमकदार।
2. गलनांक है 1246⁰C.
3. उबाल - 2061⁰सी.
4. कंडक्टर गुण अच्छे हैं, यह अनुचुंबकीय है।
5. धातु घनत्व 7.44 ग्राम/सेमी³।
6. चार बहुरूपी संशोधनों (α, β,, σ) के रूप में मौजूद है, जो क्रिस्टल जाली की संरचना और आकार और परमाणुओं के पैकिंग घनत्व में भिन्न है। इनका गलनांक भी भिन्न होता है।

धातु विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले मैंगनीज के तीन मुख्य रूप हैं: β, γ, । अल्फा दुर्लभ है, क्योंकि यह अपने गुणों में बहुत नाजुक है।

रासायनिक गुण

रसायन की दृष्टि से मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है जिसका आयन आवेश +2 से +7 तक बहुत भिन्न होता है। यह उसकी गतिविधि पर अपनी छाप छोड़ता है। हवा में मुक्त रूप में, मैंगनीज पानी के साथ बहुत कमजोर रूप से प्रतिक्रिया करता है और तनु अम्लों में घुल जाता है। हालांकि, जैसे ही तापमान में वृद्धि होती है, धातु की गतिविधि नाटकीय रूप से बढ़ जाती है।

इसलिए, वह इनके साथ बातचीत करने में सक्षम है:

• नाइट्रोजन;
• कार्बन;
• हैलोजन;
• सिलिकॉन;
• फास्फोरस;
• सल्फर और अन्य अधातु।

बिना हवा के गर्म करने पर धातु आसानी से वाष्प अवस्था में चली जाती है। मैंगनीज द्वारा प्रदर्शित ऑक्सीकरण अवस्था के आधार पर, इसके यौगिक अपचायक और ऑक्सीकारक दोनों हो सकते हैं। कुछ उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करते हैं। तो, मुख्य यौगिकों की विशेषता है जिसमें यह +2 है। उभयधर्मी - +4, और उच्चतम मूल्य में अम्लीय और मजबूत ऑक्सीकरण +7.

इस तथ्य के बावजूद कि मैंगनीज एक संक्रमण धातु है, इसके लिए जटिल यौगिक कम हैं। यह परमाणु के स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण है, क्योंकि इसके 3डी सबलेवल में 5 इलेक्ट्रॉन होते हैं।

प्राप्त करने के तरीके

उद्योग में मैंगनीज (एक रासायनिक तत्व) प्राप्त करने के तीन मुख्य तरीके हैं। जैसा कि नाम लैटिन में पढ़ा जाता है, हम पहले ही निर्दिष्ट कर चुके हैं - मैंगनम। यदि आप इसका रूसी में अनुवाद करते हैं, तो यह होगा "हाँ, मैं वास्तव में स्पष्ट करता हूँ, मैं फीका पड़ जाता हूँ।" मैंगनीज का नाम प्राचीन काल से ज्ञात प्रकट गुणों के कारण पड़ा है।

हालांकि, प्रसिद्धि के बावजूद, वे इसे अपने शुद्ध रूप में केवल 1919 में उपयोग के लिए प्राप्त करने में कामयाब रहे। यह निम्नलिखित विधियों द्वारा किया जाता है।

1. इलेक्ट्रोलिसिस, उत्पाद की उपज 99.98% है। इस प्रकार रासायनिक उद्योग में मैंगनीज प्राप्त होता है।
2. सिलिकोथर्मल, या सिलिकॉन कमी। इस विधि से, सिलिकॉन और मैंगनीज (IV) ऑक्साइड को आपस में जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक शुद्ध धातु का निर्माण होता है। उपज लगभग 68% है, एक साइड इफेक्ट के रूप में सिलिकॉन के साथ मैंगनीज का संयोजन सिलिकाइड बनाने के लिए है।इस विधि का उपयोग धातुकर्म उद्योग में किया जाता है।
3. एल्यूमिनोथर्मिक विधि - एल्यूमीनियम के साथ बहाली। साथ ही बहुत अधिक उत्पाद उपज नहीं देता है, मैंगनीज अशुद्धियों से दूषित होता है।

धातु विज्ञान में की जाने वाली कई प्रक्रियाओं के लिए इस धातु का उत्पादन महत्वपूर्ण है। यहां तक कि मैंगनीज का एक छोटा सा जोड़ भी मिश्र धातुओं के गुणों को बहुत प्रभावित कर सकता है। यह सिद्ध हो चुका है कि कई धातुएँ इसमें घुलकर इसकी क्रिस्टल जाली को भर देती हैं।

इस तत्व के निष्कर्षण और उत्पादन की दृष्टि से रूस का विश्व में प्रथम स्थान है। यह प्रक्रिया देशों में भी की जाती है जैसे:

• चीन।
• दक्षिण अफ्रीका।
• कजाखस्तान।
• जॉर्जिया।
• यूक्रेन।

औद्योगिक उपयोग

मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसका उपयोग न केवल धातु विज्ञान में महत्वपूर्ण है। लेकिन अन्य क्षेत्रों में भी। अपने शुद्ध रूप में धातु के अलावा, इस परमाणु के विभिन्न यौगिकों का भी बहुत महत्व है। आइए मुख्य लोगों को नामित करें।

1. कई प्रकार की मिश्रधातुएं हैं, जिनमें मैंगनीज के कारण अद्वितीय गुण होते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, हैडफ़ील्ड स्टील इतना मजबूत और पहनने के लिए प्रतिरोधी है कि इसका उपयोग उत्खनन, पत्थर प्रसंस्करण मशीन, क्रशर, बॉल मिल और बख़्तरबंद भागों के लिए भागों को गलाने के लिए किया जाता है।
2. मैग्नीज डाइऑक्साइड इलेक्ट्रोप्लेटिंग का एक अनिवार्य ऑक्सीकरण तत्व है, इसका उपयोग विध्रुवण बनाने के लिए किया जाता है।
3. कार्बनिक के कार्यान्वयन के लिए मैंगनीज यौगिकों की आवश्यकता होती हैविभिन्न पदार्थों का संश्लेषण।
4. पोटेशियम परमैंगनेट (या पोटेशियम परमैंगनेट) दवा में एक मजबूत कीटाणुनाशक के रूप में प्रयोग किया जाता है।
5. यह तत्व पीतल, पीतल का हिस्सा है, तांबे के साथ अपना मिश्र धातु बनाता है, जिसका उपयोग विमान टर्बाइन, ब्लेड और अन्य भागों को बनाने के लिए किया जाता है।

जैविक भूमिका

एक व्यक्ति के लिए मैंगनीज की दैनिक आवश्यकता 3-5 मिलीग्राम है। इस तत्व की कमी से तंत्रिका तंत्र का अवसाद, नींद की गड़बड़ी और चिंता, चक्कर आना होता है। इसकी भूमिका का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है, लेकिन यह स्पष्ट है कि, सबसे पहले, इसका प्रभाव इस पर पड़ता है:

• विकास;
• गोनाडों की गतिविधि;
• हार्मोन कार्य;
• रक्त निर्माण।

यह तत्व सभी पौधों, जानवरों, मनुष्यों में मौजूद है, जो इसकी महत्वपूर्ण जैविक भूमिका को साबित करता है।

रोचक आइटम विवरण

मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसके बारे में रोचक तथ्य किसी भी व्यक्ति को प्रभावित कर सकते हैं, साथ ही आपको यह भी समझा सकते हैं कि यह कितना महत्वपूर्ण है। यहाँ उनमें से सबसे बुनियादी हैं, जिन्होंने इस धातु के इतिहास में अपनी छाप छोड़ी है।

1. यूएसएसआर में गृह युद्ध के कठिन समय के दौरान, पहले निर्यात उत्पादों में से एक अयस्क था जिसमें बड़ी मात्रा में मैंगनीज था।
2. अगर मैंगनीज डाइऑक्साइड को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और साल्टपीटर के साथ मिलाया जाता है, और फिर उत्पाद पानी में घुल जाता है, तो आश्चर्यजनक परिवर्तन शुरू हो जाएंगे। घोल पहले हरा हो जाएगा, फिर रंग बदलकर नीला हो जाएगा।बाद - बैंगनी। अंत में, यह लाल रंग का हो जाएगा और एक भूरा अवक्षेप धीरे-धीरे बाहर गिर जाएगा। अगर मिश्रण को हिलाया जाता है, तो हरा रंग फिर से आ जाएगा और सब कुछ फिर से हो जाएगा। इसके लिए पोटेशियम परमैंगनेट को इसका नाम मिला, जिसका अनुवाद "खनिज गिरगिट" के रूप में होता है।
3. यदि मैंगनीज युक्त उर्वरकों को भूमि पर लगाया जाए तो पौधों की उत्पादकता में वृद्धि होगी तथा प्रकाश संश्लेषण की दर में वृद्धि होगी। शीतकालीन गेहूं अनाज को बेहतर बनाएगा।
4. मैंगनीज खनिज रोडोनाइट के सबसे बड़े ब्लॉक का वजन 47 टन था और यह उरल्स में पाया गया था।
5. मैंगनीन नामक टर्नरी मिश्रधातु होती है। इसमें तांबा, मैंगनीज और निकल जैसे तत्व होते हैं। इसकी विशिष्टता यह है कि इसमें उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है, जो तापमान से स्वतंत्र होता है, लेकिन दबाव से प्रभावित होता है।

बेशक, इस धातु के बारे में कहने के लिए बस इतना ही नहीं है। मैंगनीज एक रासायनिक तत्व है, जिसके बारे में रोचक तथ्य काफी विविध हैं। खासकर अगर हम उन गुणों के बारे में बात करें जो वह विभिन्न मिश्र धातुओं को देते हैं।