锰的基本介绍

锰的性质

物理性质

锰为灰白色金属，质坚而脆，有光泽。属于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔点1244℃。在固态状态时它以四种同素异形体存在α锰（体心立方），β锰（立方体），γ锰（面心立方），δ锰（体心立方）。电离能为7.435电子伏特。

晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。晶胞参数：

a = 891.25 pm

b = 891.25 pm

c = 891.25 pm

α = β =γ = 90°

体积弹性模量：120(GPa)

原子化焓：280.3 (kJ /mol @25℃)

热容：26.32 J /（mol· K）

导电性：0.0069510^6/(cm ·Ω )原子体积：7.39（立方厘米/摩尔)

元素在太阳中的含量：10(ppm)

元素在海水中的含量：

太平洋表面：0.0001(ppm)

地壳中含量：950（ppm）

化学性质

锰在元素周期表上位于第四周期，第VIIB族，属于比较活泼的金属，加热时能和氧气化合，易溶于稀酸生成二价锰盐。

质子数：25

中子数：30

相对原子质量：54.938049

原子序数：25

所属周期：4

锰的核外电子排布

锰的核外电子排布

所属族数：VIIB

价电子排布：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2

外围电子层排布：3d5 4s2

电子层：K-L-M-N

电子层分布：2-8-13-2

锰的制取

电解法

工业上可以用通直流电电解硫酸锰溶液的方法制备金属锰。这种方法成本较高，但成品纯度好。

制备溶液采用锰矿粉与无机酸反应加热制取锰盐溶液，同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化中和的方法除去铁，加硫化净化剂除去重金属，然后过滤分离，在溶液中加入电解添加剂作为电解溶液。工业生产广泛采用硫酸浸锰方法制取电解液，用氯化锰盐溶液电解制取金属锰的方法还未形成规模性生产。

制取硫酸锰所用的锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种。

用软锰矿制取硫酸锰，先要对软锰矿进行还原焙烧，还原成一氧化锰，然后用硫酸浸取，

电解操作过程。向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板上析出金属锰，阳极板析出氧气。

周期性地更换阴极板，对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理，获得金属锰产品。

火法

火法冶炼包括硅还原法(电硅热法)和铝还原法(铝热法）。铝热法是采用铝作还原剂，利用还原氧化锰释放的化学热进行冶炼的一种生产金属锰方法。MnO比热效果小反应实际上不能进行；而MnO2比热效果大，活性氧含量过大，反应几乎是爆发式进行。

电硅热法生产金属锰应用得比较广泛，这种方法的主要优点是生产成本比较低，然而与电解法相比，对锰矿品位要求比较高，获得的金属锰纯度不高，含锰为94%~98%。当采用硅锰与锰矿熔炼时：MnO2在1000℃高温下分解成Mn3O4和O2在熔融炉渣中，Mn3O4被Si置换分解。MnO最后被Si再还原为金属锰。用硅(Si)或低碳硅锰还原，发热量小，必须在电炉内进行。该制备反应属可逆反应，需添加石灰使SiO2造渣，使反应向右进行。

锰对人身体的影响

生理功能

1． 可促进骨骼的生长发育。

2． 保护细胞中线粒体的完整。

3． 保持正常的脑功能。

4． 维持正常的糖代谢和脂肪代谢。

5． 可改善机体的造血功能。

影响健康

锰缺乏症状可影响生殖能力，有可能使后代先天性畸形，骨和软骨的形成不正常及葡萄糖耐量受损。另外，锰的缺乏可引起神经衰弱综合症，影响智力发育。锰缺乏还将导致胰岛素合成和分泌的降低，影响糖代谢。

易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。

轻度中毒时，发生流泪、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒可在数小时内发生肺水肿；极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响：长期低浓度接触，可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症。