ХЛОРИД МАРГАНЦА: СВОЙСТВА, СТРУКТУРА, ПРИМЕНЕНИЕ, РИСКИ - ХИМИЯ - 2026

Хлорид марганца представляет собой неорганическую соль , имеющая в химической формуле MnCl ₂ . Он состоит из ионов Mn ²⁺ и Cl ^- в соотношении 1: 2; на каждый катион Mn ²⁺ приходится вдвое больше анионов Cl ^- .

Эта соль может образовывать несколько гидратов: MnCl ₂ · 2H ₂ O (дигидрат), MnCl ₂ · 4H ₂ O (тетрагидрат) и MnCl ₂ · 6H ₂ O (гексагидрат). Наиболее распространенной формой соли является тетрагидрат.

Розовые кристаллы хлорида марганца. Источник: Ондржей Мангл

На физические свойства хлорида марганца, такие как плотность, температура плавления и растворимость в воде, влияет степень его гидратации. Например, температура плавления безводной формы намного выше, чем у тетрагидратной формы.

Цвет хлорида марганца бледно-розовый (верхнее изображение). Бледность характерна для солей переходных металлов. Хлорид марганца - слабая кислота Льюиса.

Минерал, известный как скакита, представляет собой естественно безводную форму хлорида марганца (II); как кемпита.

Хлорид марганца (II) используется в качестве легирующего агента; катализатор в реакциях хлорирования и др.

Физические свойства

Внешность

- Безводная форма: розовые кубические кристаллы.

- Тетрагидратная форма: слегка расплывающиеся красноватые моноклинные кристаллы.

Молярные массы

- Безводный: 125,838 г / моль.

- Дигидрат: 161,874 г / моль.

- Тетрагидрат: 197,91 г / моль.

Точки плавления

- Безводный: 654 ºC.

- Дигидрат: 135 ºC.

- Тетрагидрат: 58 ºC.

Точка кипения

Безводная форма: 1190 ºC.

Плотности

- Безводный: 2977 г / см ³ .

- Дигидрат: 2,27 г / см ³ .

- Тетрагидрат: 2,01 г / см ³ .

Растворимость воды

Безводная форма: 63,4 г / 100 мл при 0 ° C; 73,9 г / 100 мл при 20 ° С; 88,5 г / 100 мл при 40 ° С; и 123,8 г / 100 мл при 100 ° C.

Растворимость в органических растворителях

Растворим в пиридине и этаноле, не растворим в эфире.

декомпозиция

Если не принять надлежащих мер предосторожности, дегидратация гидратированных форм до безводной формы может привести к гидролитическому обезвоживанию с образованием хлористого водорода и оксихлорида марганца.

pH

0,2 М раствор тетрагидрата хлорида марганца в водном растворе имеет pH 5,5.

стабильность

Он стабилен, но чувствителен к влаге и несовместим с сильными кислотами, химически активными металлами и перекисью водорода.

Структура хлорида марганца

Координационный комплекс тетрагидрата MnCl2. Источник: Smokefoot

Начиная с тетрагидратированной соли с ярко-розовыми кристаллами, она должна состоять из координационных комплексов (верхнее изображение). В них металлический центр Mn ²⁺ окружен октаэдром, образованным четырьмя молекулами H ₂ O и двумя анионами Cl ^- .

Обратите внимание, что лиганды Cl ^- находятся в цис-положениях; все они эквивалентны в прямоугольном основании октаэдра, и не имеет значения, "перемещен" ли Cl ^- в любую из трех других позиций. Другой возможный изомер для этой координационной молекулы - изомер, в котором оба Cl ^- находятся в транс-положениях; то есть в разных крайностях (одна вверху, другая внизу).

Четыре молекулы воды с их водородными связями позволяют двум или более октаэдрам соединяться диполь-дипольными силами. Эти мостики являются сильно направленными, и, добавляя электростатические взаимодействия между Mn ²⁺ и Cl ^- , они устанавливают упорядоченную структуру, характерную для кристалла.

Розовый цвет MnCl ₂ · 4H ₂ O обусловлен электронными переходами Mn ²⁺ и его конфигурацией d ⁵ . Точно так же возмущения, вызванные близостью молекул воды и хлоридов, изменяют количество энергии, необходимое для поглощения этими d ⁵ электронами для перемещения на более высокие энергетические уровни.

дигидрат

Полимерная структура MnCl2 · 2H2O. Источник: Smokefoot

Соль обезвожена, и теперь ее формула становится MnCl ₂ · 2H ₂ O. Что происходит с октаэдром выше? Ничего, кроме того, что две оставленные молекулы H ₂ O заменены двумя Cl ^- .

Сначала вы можете создать неправильное впечатление, что на каждый Mn ²⁺ приходится четыре Cl ^- ; однако половина октаэдра (в осевом направлении) на самом деле является повторяющейся единицей кристалла.

Таким образом, действительно существует Mn ^2+, координированный с двумя молекулами Cl ^- и двумя молекулами воды в транс-положениях. Но для того, чтобы эта единица взаимодействовала с другой, ей необходимы два мостика Cl, что, в свою очередь, позволяет завершить координационный октаэдр для марганца.

В дополнение к Cl-мостикам, молекулы воды также взаимодействуют своими водородными связями, так что эта цепочка MnCl ₂ · 2H ₂ O не разрушается.

безводный

Наконец, хлорид магния закончил терять всю воду, содержащуюся в его кристаллах; Теперь у вас есть безводная соль MnCl ₂ . Без молекул воды кристаллы заметно теряют интенсивность своей розовой окраски. Октаэдр, как и гидраты, остается неизменным в силу самой природы марганца.

Без молекул воды Mn ²⁺ оказывается окруженным октаэдром, состоящим только из Cl ^- . Эта координационная связь является как ковалентной, так и ионной; по этой причине структуру MnCl ₂ часто называют полимерным кристаллом. В нем чередуются слои Mn и Cl.

Номенклатура

Марганец имеет много возможных степеней окисления. Из-за этого традиционная номенклатура MnCl ₂ не ясна.

С другой стороны, хлорид марганца соответствует своему более известному названию, к которому необходимо было бы добавить «(II)», чтобы оно соответствовало номенклатуре сырья: хлорид марганца (II). А также существует систематическая номенклатура: дихлорид марганца.

Приложения

лаборатория

Хлорид марганца служит катализатором хлорирования органических соединений.

Промышленность

Хлорид марганца используется в качестве сырья для производства антидетонационных устройств для бензина; сварочный материал для цветных металлов; посредник в производстве пигментов; и осушитель льняного масла.

Используется в текстильной промышленности для печати и крашения; при производстве различных солей марганца, в том числе метилциклопентадиенилмарганца трикарбонила, используемого в качестве красителя для кирпича; и в производстве сухих электрических элементов.

Хлорид марганца используется в качестве легирующего агента и добавляется к расплавленному магнию для производства марганцево-магниевых сплавов; как промежуточный продукт при приготовлении сушки лакокрасочных материалов; и как компонент дезинфицирующих средств.

Он также используется для очистки магния.

Удобрения и корм для животных

Хлорид марганца используется в качестве источника марганца, элемента, который, хотя и не является основным элементом питания для растений, например азот, фосфор и калий, но используется в многочисленных биохимических реакциях, типичных для этих живых существ.

Его также добавляют в корм племенным животным для обеспечения марганцем, важным микроэлементом для роста животных.

Хлорид марганца - это диетический компонент, который обеспечивает марганец, элемент, который участвует во многих процессах, необходимых для жизни, включая: синтез жирных кислот и половых гормонов; усвоение витамина Е; производство хрящей; и т.п.

риски

При контакте с кожей может вызвать покраснение, раздражение и дерматит. Хлорид марганца вызывает покраснение, болезненность и слезотечение.

При вдыхании соль вызывает кашель, боль в горле и одышку. С другой стороны, проглатывание может вызвать рвоту, тошноту и диарею.

Хроническое чрезмерное вдыхание этой соли может привести к воспалению легких и последующему реактивному заболеванию дыхательных путей.

Его чрезмерное употребление может вызвать психические расстройства, обезвоживание, гипотонию, печеночную и почечную недостаточность, отказ полиорганной системы и смерть.

Нейротоксичность является начальным проявлением нежелательного действия марганца и может проявляться головными болями, головокружением, потерей памяти, гиперрефлексией и легким тремором.

Тяжелая токсичность проявляется симптомами и признаками, аналогичными тем, которые наблюдаются при болезни Паркинсона.

Ссылки

1. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
2. Wikipedia. (2019). Хлорид марганца (II). Получено с: en.wikipedia.org
3. Наноматериалы Sky Spring. (2016). Порошок хлорида марганца. Получено с: ssnano.com
4. Химическая книга. (2017). Хлорид марганца. Получено с: chemicalbook.com
5. Сеть токсикологических данных. (SF). Хлорид марганца. Toxnet. Получено с: toxnet.nlm.nih.gov
6. Жерар Кайе. (2001). Хлорид марганца (II). doi.org/10.1002/047084289X.rm020
7. Национальный центр биотехнологической информации. (2019). Дихлорид марганца. База данных PubChem. CID = 24480. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
8. WebConsultas Healthcare, SA (2019). Минералы: марганец. Получено с: webconsultas.com