Бухоро озик-овкат ва енгил саноат технологияси институти «озик-овкат махсулотлари технологияси» факультети «умумий химия» кафедраси

МАРГАНЕЦ ГУРУХЧАСИ ЭЛЕМЕНТЛАРИ ВА УЛАР
БИРИКМАЛАРИНИНГ ХОССАЛАРИ
Марганец гурухчаси элементларига Mn, Te (технеций) ва Re (рений) металлари киради. Умумий электрон формуласи (n-1)d⁵nS². Бу гурухча элементлари тугрисидаги асосий маълумотлар:

Элемент Хоссалари	Mn(z=25)	Tc(43)	Re(75)
Ташки электрон тузилиши	3d^54s^2	4d^55s^2	5d^56s^2
Атом радиуси. А^0	1,30	1,36	1,37
Ион радиуси Э^+2, ^0А Э^+7,^0А	0,52 0,46	--- 0,56	0,72 0,56
Зичлиги, г/см^2	7,4	11,5	21,0
Суюк. темп. ^0С	1244	2200	3180
Кайнаш тем. ^0С	2120	4600	5640
Ер пустлогида таркалиши (ат %)	3*10^-2	Жуда кам	9*10^-9

Табиатда учраши: Марганецнинг энг куп таркалган минерали пиролюзит - MnO₂; Ренийли минерал CuReS₄ (джезказгенит).
Олиниши: Марганец сульфат тузи эритмасини электролиз килиш билан олинади. Mn ни кремнийтермия усули билан олиш мумкин:
MnO₂ + Si Mn + SiО₂
Re ни водород билан кайтариб олинади:
2NH₄ReO₄ + 4H₂ 2Re + N₂ + 8H₂O
Технеций уранни булиниш махсулотлари (атом саноати чикиндилари) дан олинади.
Оддий бирикмалари. Mn ок-кумуш ранг металл. 4 хил модификацияда мавжуд булади.
Реакцион кобилияти юкори булгани учун Mn осон оксидланади. Кукун холида металлмаслар билан жуда тез реакцияга киришади. Яхлит металл холидаги марганец оксид парда билан коплангани учун анча пассив. Бу парда совук HNO₃ таъсирида янада баркарорлашади. Mn суюлтирилган HCl ва H₂SO₄ эритмалари шиддатли эрийди:
Mn + 2H⁺ + 4H₂O [Mn(H₂O)₆]²⁺ + H₂
Эритмаларда Mn(II) иони гексааквокомплекс иони холида (рангсиз) булади. Ишкорлар Mn га таъсир этмайди. Бошка металлар (Fe) билан турли котишмалар хосил килади.
Mn(II) бирикмалари парамагнит моддалардир. Купчилик холларда юкори спинли комплекс бирикмалар (координацион сони 6) хосил килади, CN-ли бирикмалари бундан мустасно.
MnO ва Mn(OH)₂ лар ок рангли сувда кам эрувчан, кисман амфотер хоссали моддалардир. Кислоталарда яхши эрийди:
MnO + 2HCl MnCl₂ + H₂O бу реакция эритмада боради ва хакикатда марганец (II) иони MnO + 2H⁺ + 5H₂O [Mn(H₂O)₆]⁺² гексааква ион холида булади. Mn(OH)₂ концентрланган ишкорнинг кайнок эритмасида эрийди:
Mn(OH)_{2 (чукма)} + 4OH^- [Mn(OH)₆]_{(эритма)}
гексагидроксо анион комплекс куринишида булади. Булардан ташкари Mn(OH)₄; H₂MnO₄ ва HMnO₄ тарикибли гидроксидлари хам мавжуд булиб уларда марганецнинг оксидланиш даражаси (+2, +4, +6, +7) ортиб бориши билан асослик хосса кучсизланиб кислоталик хосса кучайиб боради.
Mn(II) бирикмалари кайтарувчилик хоссага эга. Mn(OH)₂ очик хавода колса кораяди. Сабаби хаво кислороди таъсирида Mn(II) оксидланади ва Mn₂MnO₄ ни хосил килади:
Mn⁺²(OH)₂ + O₂ Mn²⁺Mn⁺⁴O₄ + H₂O
Ишкорий мухитда Mn(II) янади юкорирок даражагача оксидланади:
3Mn⁺²SO₄ + NaCl⁺⁵O₃ + 12KOH_{(каттик)} 3K₂Mn⁺⁶O₄ + NaCl^-1 + 6H₂O + 3Na₂SO₄
Агар Mn(II) бирикмаларига янада кучлирок оксидловчилар таъсир этилса (PbO₂); (NABiO₃+ HNO₃ (конц)) Mn(VII) гача оксидланади ва эритма бинафша (MnO₄^-) рангга киради:
2MnSO₄ + 5PbO₂ + 6HNO₃ 2HMnO₄ + 3Pb(NO₃)₂ + 2PbSO₄ + 2H₂O
Бу реакциядан аналитик химияда Mn(II) ионларини аниклашда фойдаланилади.
Mn(II) нинг MnS, MnF₂, MnCO₃, Mn₃(PO₄)_{2 ,}MnSiO₃ каби бирикмалари сувда кам эрийди. Сульфатлари, нитратлари, хлорид, бромид, иодидлари, ацетатлари сувда яхши эрувчи моддалар булиб, сувли эритмалари кислотали мухит (pH < 7) га эга булади. Чунки Mn(II) иони гидролиз натижасида кучсиз асос хоссасини намоён килади.
Mn(II) нинг яхши эрувчан тузлари асасон кристаллогидратлар:
Mn(NO₃)₂*6H₂O; Mn(ClO₄)₂*6H₂O; MnCl₂*4H₂O; MnSO₄*H₂O; Mn(CH₃COO)₂ * 4H₂O.
Mn(II) нинг MnO₂ ва Mn(OH)₄ бирикмалари ва манганитлар (оксоманганат (VI)) MnMnO₃; K₂MnO₃; CaMnO₃ лари мавжуд. Бу моддалар типик амфотер оксид ва гидроксидлардир.
MnO₂- оксидловчи. Ундан фойдаланиб лабораторияда хлор олинади: MnO₂ + 4HCl₂ MnCl₂ + Cl₂ + H₂O
MnO₂ сульфат ёки нитрат кислота эритмаларида эриб, кислород чикаради:
2MnO₂ + 2H₂SO₄ 2MnSO₄ + 2H₂O + O₂
Mn(IV) бирикмалари Mn(II)-сингари кучли оксидловчилар таъсирида кайтарувчилик хоссаларини намоён этади ва Mn(VI) ва Mn(VII) бирикмаларини хосил килади.
Mn(VI) бирикмалари анча бекарор бирикмалар булиб, асосан, манганатлар (K₂MnO₄; Na₂MnO₄) холида мавжуддир. Манганатлар яшил (MnO₄^-2) рангли моддалардир.
Манганатларда марганец +6 (оралик) оксидланиш даражасида булгани учун диспропорцияланиш реакцияларига киришиб Mn(IV) ва Mn(VII) бирикмаларини хосил киради:
3K₂MnO₄ + 2H₂O 2KMnO₄+ MnO₂ + 4KOH (эритмада)
3K₂MnO₄ K₂MnO₃ + 2KMnO₄ + K₂O (каттик холда)
Манганат ионининг шу хусусияти туфайли сувли эритмада H₂MnO₄ манганат кислота хосил булмайди.
Mn(VI) бирикмалари кучли оксидловчи моддалар сифатида ишлатилади.
Mn(VII) бирикмалари. Бу бирикмалар каторига KMnO₄, NaMnO₄, HMnO₄ ва Mn₂O₇ лар киради.
Mn₂O₇-марганец (VII)-оксид ёки перманганат ангидриди дейилади. Mn₂O₇ - тук (кора) яшил суюклик. Бекарор модда. Уни олиш учун перманганат кислота тузларига концентрланган сульфат кислота таъсир эттирилади:
2KMnO₄ + H₂SO₄ Mn₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O
Бу моддани олишда жуда эхтиетлик билан хавфсизлик чоралари курилмаси парчаланиши туфайли портлаши мумкин:
2Mn₂O₇ 4MnO₂ + 3O₂
HMnO₄ перманганат кислота дейилади ва кучли кислота хисобланади: HMnO₄ H⁺ + MnO₄^-. Хосил булган перманганат-(MnO₄^-) иони тук бинафша рангли булгани учун унинг барча тузлари тук бинафша рангга эгадир. Сувли эритмалари "марганцовка" номи билан ишлатилади. Mn(VII) нинг барча бирикмаларида марганец +7 оксидланиш даражасида булгани учун жуда кучли оксидловчилардир. MnO₄^- ионининг оксидловчилик хоссаси эритма мухити (pH) га жуда боглик. Шунча кура MnO₄^- ионининг оксидловчилик хоссаси:
а) Кислотали мухитда
Mn⁺⁷O₄^- + 8H⁺ + 5e^- Mn⁺² + 4H₂O (E⁰ = +1,51 )
б) Нейтрал мухитда
Mn⁷⁺O₄^- + 2H₂O + 3e^- MnO_{2 (чукма)} + 4OH^- (E⁰ = 1,23 )
в) Ишкорий мухитда
Mn⁺⁷O₄^- + 1e^- Mn⁺⁶O₄^-2 (E⁰ = 0,56 )
куринишда намоён булади. Булардан куриниб турибдики MnO₄^- иони кислотали мухитда кучли оксидловчилик хоссасига эгадир.
Перманганатлар киздирилганда парчаланиб Mn(VI), Mn(IV) бирикмалари ва эркин холдаги кислородни хосил килади:
2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂
Марганец ва унинг бирикмалари куйидаги сохаларда ишлатилади. Марганец пулатларга легирловчи кушимча сифатида кушилади (10% гача). MnO₂- пиролюзит марганец сакловчи асосий минерал хомаше булиб, марганецнинг бошка бирикмаларини олишда дастлабки модда сифатида ишлатилади. KMnO₄ кучли оксидловчи сифатида лабораторияларида, медицинада яраларни ювишда, микроб, микроорганизмларни "улдириш" да ишлатилади. MnO₂- гальваник элементлар (батареялар) тайёрлашда фойдаланилади.