金属锰

“灰”里的金属——锰

锰,是瑞典化学家、气的发现者社勒于1774年从软锰矿中发现的。当时,这种软锰矿通称为“Manganese”,社勒就用这名字作为新元素的名字,即“锰”。

物理与化学性质

锰是灰色的金属,很象,但比铁要软一些。如果锰中含有少量的杂质——,便变得非常坚硬,而且很脆。不过,纯净的金属锰的用途并不太广,因为它比铁还易生锈,在潮湿的空气中,没一会儿便变得灰蒙蒙的,失去了光泽——表面生成了一层氧化锰。再说,锰的熔点又比铁低,机械强度不如钢铁,而价格又比钢铁贵得多,因此人们几乎不生产金属锰,而大量生产钢铁。

锰的合金

锰最重要的用途是制造合金——锰钢。

锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2.5—3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工。另外,它没有磁性,不会被磁铁所吸引。现在,人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件,以及铁轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶,采用新颖的网架结构,用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里,中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料,非常结实,而且用料比别的钢材省,平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人),也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上,用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时,是把含锰达60一70%的软矿和铁矿一起混合冶炼而成的。

  除了锰钢外,锰钢也是重要的锰合金,锰钢含有30%的锰,具有很好的机械强度。由84%的钢、12%的锰和4%的镍组成的“孟加臬”合金(又名锰镍齐),它的电阻随温度的改变很小,被用来制造精密的电学仪器。

锰的化合物

锰的重要化合物是二氧化锰。在大自然中,便有大量天然的二氧化锰——软锰矿。人们早在远古时代便知道软锰矿了。二氧化锰是黑构色的粉末。干电池中那些黑色的粉末,便是二氧化锰。二氧化锰能够催化油类的氧化作用,人们常在油漆中加入它,以便加速油漆干燥的速度。人们在制造玻璃时,常往里加入二氧化锰,因为它能消除玻璃的绿色,使绿色玻璃变得无色透明。

锰的另一重要化合物是高锰酸(俗称“灰锰氧”)。高锰酸钾是紫色针状晶体。只要加入一点儿高锰酸钾,便足以使一大桶水变成紫色。高锰酸钾是很强的氧化剂,能杀菌。在公共场所的茶缸旁,常放着一桶紫色的消毒用水,人们称之为“灰锰水”,其实,这就是高锰酸钾溶液,浓度为千分之一。不过,这种水不能喝进肚里,因为它有催吐作用,在医学上用作洗胃剂和催吐剂。在分析化学上,高锰酸钾常用作氧化剂,著名的高锰酸钾法便是用它作滴定液进行化学分析的。高锰酸钾被还原后,常变成二氧化锰。“灰锰水”用完后,底下常有些黑色的渣子,那便是二氧化锰。

此外,碳酸锰是重要的白色颜料,俗称“锰白”,而酸锰在农业上,则用作种子催芽剂或作“锰肥”——微量元素肥料。
动植物体内的含量


在动植物体中,锰的含量一般不超过十万分之几。但红蚂蚁体内含锰竟达万分之五,有些细菌含锰甚至达百分之几。人体中含锰为百万分之四,大部分分布在心脏、肝脏和肾脏。锰主要是影响人体的生长、血液的形成与内分泌功能。

分布状况

在大自然中,锰是分布很广的元素之一,约占地壳总原子数的万分之三。最重要的锰矿是软锰矿和硬锰矿。虽然海水中含锰量很少,但在海洋深处的淤泥中,含锰却达千分之三。有人预言,在不久的将来,人们将从海底开采锰矿!

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