Mangani është një metal i fortë, gri. Atomet e tij kanë një konfigurim elektronik të shtresës së jashtme
Metali i manganit reagon me ujin dhe reagon me acidet për të formuar jone mangan (II):
Në përbërje të ndryshme mangani shfaq gjendje oksidimi.Sa më e lartë të jetë gjendja e oksidimit të manganit, aq më e madhe është natyra kovalente e përbërjeve të tij përkatëse. Me rritjen e shkallës së oksidimit të manganit, rritet edhe aciditeti i oksideve të tij.
Mangani (II)
Kjo formë e manganit është më e qëndrueshme. Ka një konfigurim elektronik të jashtëm me një elektron në secilën prej pesë orbitaleve.
Në tretësirën ujore, jonet e manganit (II) hidratohen për të formuar kompleksin rozë të zbehtë, heksaakuamangan (II). Ky jon është i qëndrueshëm në një mjedis acid, por në një mjedis alkalik formon një precipitat të bardhë të hidroksidit të manganit. Oksidi i manganit (II) ka vetitë e oksideve bazike.
Mangani (III)
Mangani (III) ekziston vetëm në përbërje komplekse. Kjo formë e manganit është e paqëndrueshme. Në një mjedis acid, mangani (III) shpërpjesëtohet me mangan (II) dhe mangan (IV).
Mangani (IV)
Përbërja më e rëndësishme e manganit (IV) është oksidi. Kjo përbërje e zezë është e patretshme në ujë. I është caktuar një strukturë jonike. Stabiliteti është për shkak të entalpisë së lartë të grilës.
Oksidi i manganit (IV) ka veti të dobëta amfoterike. Është një agjent i fortë oksidues, për shembull, ai zhvendos klorin nga acidi klorhidrik i koncentruar:
Ky reaksion mund të përdoret për të prodhuar klor në laborator (shih seksionin 16.1).
Mangani (VI)
Kjo gjendje oksidimi e manganit është e paqëndrueshme. Manganati i kaliumit (VI) mund të merret duke shkrirë oksidin e manganit (IV) me disa agjentë të fortë oksidues, për shembull klorat kaliumi ose nitrat kaliumi:
Manganati i kaliumit (VI) ka ngjyrë të gjelbër. Është i qëndrueshëm vetëm në tretësirë alkaline. Në një tretësirë acidike, shpërpjesëtohet me mangan (IV) dhe mangan (VII):
Mangani (VII)
Mangani e ka këtë gjendje oksidimi në një oksid fort acid. Sidoqoftë, përbërja më e rëndësishme e manganit (VII) është manganati i kaliumit (VII) (permanganat kaliumi). Kjo lëndë e ngurtë tretet shumë mirë në ujë, duke formuar një tretësirë ngjyrë vjollce të errët. Manganati ka një strukturë katërkëndore. Në një mjedis pak acid, ai gradualisht dekompozohet, duke formuar oksid mangani (IV):
Në një mjedis alkalik, manganati i kaliumit (VII) reduktohet, duke formuar fillimisht manganat kaliumi të gjelbër (VI) dhe më pas oksid mangani (IV).
Manganati i kaliumit (VII) është një agjent i fortë oksidues. Në një mjedis mjaft acid, ai reduktohet, duke formuar jone mangan (II). Potenciali standard redoks i këtij sistemi është , i cili tejkalon potencialin standard të sistemit dhe për këtë arsye manganati oksidon jonin e klorurit në gaz klor:
Oksidimi i jonit të klorurit të manganatit vazhdon sipas ekuacionit
Manganati i kaliumit (VII) përdoret gjerësisht si agjent oksidues në praktikën laboratorike, p.sh.
për të prodhuar oksigjen dhe klor (shih Kapitujt 15 dhe 16);
për të kryer një provë analitike për dioksidin e squfurit dhe sulfurin e hidrogjenit (shih Kapitullin 15); në kiminë organike përgatitore (shih Kapitullin 19);
si reagent volumetrik në titrimetrinë redoks.
Një shembull i përdorimit titrimetrik të manganatit të kaliumit (VII) është përcaktimi sasior me ndihmën e tij të hekurit (II) dhe etanedioateve (oksalateve):
Megjithatë, meqenëse manganati i kaliumit (VII) është i vështirë për t'u marrë në pastërti të lartë, ai nuk mund të përdoret si standard primar titrimetrik.
rishikim i përgjithshëm
Mangani është elementi VIIB i nëngrupit të periudhës IV. Struktura elektronike e atomit është 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2, gjendjet më karakteristike të oksidimit në komponimet janë nga +2 në +7.
Mangani është një element mjaft i zakonshëm, që përbën 0.1% (pjesa masive) të kores së tokës. Gjetur në natyrë vetëm në formën e komponimeve, mineralet kryesore janë piroluziti (dioksidi i manganit MnO2.), gauskanite Mn3O4 dhe brownite Mn2O3.
Vetitë fizike
Mangani është një metal i bardhë argjendi, i fortë dhe i brishtë. Dendësia e tij është 7,44 g/cm 3, pika e shkrirjes është 1245 o C. Janë të njohura katër modifikime kristalore të manganit.
Vetitë kimike
Mangani është një metal aktiv; në një numër tensionesh është midis aluminit dhe zinkut. Në ajër, mangani është i mbuluar me një film të hollë oksidi, i cili e mbron atë nga oksidimi i mëtejshëm edhe kur nxehet. Në një gjendje të grimcuar imët, mangani oksidohet lehtësisht.
3Mn + 2O 2 = Mn 3 O 4– kur kalcinohet në ajërUji në temperaturën e dhomës vepron në mangan shumë ngadalë, por kur nxehet ai vepron më shpejt:
Mn + H2O = Mn(OH) 2 + H2Ai shpërndahet në acide klorhidrike dhe nitrik të holluar, si dhe në acid sulfurik të nxehtë (në të ftohtë H2SO4është praktikisht i pazgjidhshëm):
Mn + 2HCl = MnCl 2 + H 2 Mn + H 2 SO 4 = MnSO 4 + H 2Faturë
Mangani merret nga:
1. elektroliza e tretësirës MnSO 4. Në metodën elektrolitike, minerali reduktohet dhe më pas shpërndahet në një përzierje të acidit sulfurik dhe sulfatit të amonit. Zgjidhja që rezulton i nënshtrohet elektrolizës.
2. reduktimi nga oksidet e tij me silic në furrat elektrike.
Aplikacion
Mangani përdoret:
1. në prodhimin e çeliqeve të leguruara. Çeliku i manganit, që përmban deri në 15% mangan, ka fortësi dhe forcë të lartë.
2. mangani është pjesë e një numri lidhjesh me bazë magnezi; rrit rezistencën e tyre ndaj korrozionit.
Oksidet e Magranit
Mangani formon katër okside të thjeshta - MnO, Mn2O3, MnO2 Dhe Mn2O7 dhe oksidi i përzier Mn3O4. Dy oksidet e para kanë veti themelore, dioksidi i manganit MnO2është amfoterik, dhe oksidi më i lartë Mn2O7është anhidridi i acidit permanganik HMnO4. Njihen gjithashtu derivatet e manganit (IV), por oksidi përkatës MnO3 nuk është marrë.
Komponimet e manganit (II).
Gjendja e oksidimit +2 korrespondon me oksidin e manganit (II). MnO, hidroksid mangani Mn(OH) 2 dhe kripërat e manganit (II).
Oksidi i manganit (II) përftohet në formën e një pluhuri të gjelbër duke reduktuar oksidet e tjera të manganit me hidrogjen:
MnO 2 + H 2 = MnO + H 2 Oose gjatë dekompozimit termik të oksalatit ose karbonatit të manganit pa akses ajri:
MnC 2 O 4 = MnO + CO + CO 2 MnCO 3 = MnO + CO 2Kur alkalet veprojnë në tretësirat e kripërave të manganit (II), precipiton një precipitat i bardhë i hidroksidit të manganit Mn(OH)2:
MnCl 2 + NaOH = Mn(OH) 2 + 2NaClNë ajër errësohet shpejt, duke u oksiduar në hidroksid mangani kafe (IV) Mn(OH)4:
2Mn(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O =2 Mn(OH) 4Oksidi dhe hidroksidi i manganit (II) shfaqin veti themelore dhe janë lehtësisht të tretshëm në acide:
Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl 2 + 2H 2 OKripërat e manganit (II) formohen kur mangani tretet në acide të holluara:
Mn + H 2 SO 4 = MnSO 4 + H 2- kur nxehetose nga veprimi i acideve në përbërje të ndryshme natyrore të manganit, për shembull:
MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 ONë formë të ngurtë, kripërat e manganit (II) kanë ngjyrë rozë; tretësirat e këtyre kripërave janë pothuajse të pangjyrë.
Kur ndërveprojnë me agjentët oksidues, të gjitha përbërjet e manganit (II) shfaqin veti reduktuese.
Komponimet e manganit (IV).
Përbërja më e qëndrueshme e manganit (IV) është dioksidi i manganit ngjyrë kafe të errët. MnO2. Formohet lehtësisht si gjatë oksidimit të përbërjeve më të ulëta ashtu edhe gjatë reduktimit të përbërjeve më të larta të manganit.
MnO2- një oksid amfoterik, por si vetitë acidike ashtu edhe ato bazike janë të shprehura shumë dobët.
Në një mjedis acid, dioksidi i manganit është një agjent i fortë oksidues. Kur nxehet me acide të përqendruara, ndodhin reagimet e mëposhtme:
2MnO 2 + 2H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 OPër më tepër, në fazën e parë në reagimin e dytë, fillimisht formohet klorur mangani i paqëndrueshëm (IV), i cili më pas dekompozohet:
MnCl 4 = MnCl 2 + Cl 2Kur shkrirja MnO2 Manganitet fitohen me alkale ose okside bazë, për shembull:
MnO 2 +2KOH = K 2 MnO 3 + H 2 OKur ndërveprojnë MnO2 me acid sulfurik të koncentruar formohet sulfati i manganit MnSO4 dhe oksigjeni lirohet:
2Mn(OH) 4 + 2H2SO 4 = 2MnSO 4 + O 2 + 6H 2 ONdërveprim MnO2 me agjentë oksidues më të fortë çon në formimin e komponimeve të manganit (VI) dhe (VII), për shembull, kur shkrihet me klorat kaliumi, formohet manganati i kaliumit:
3MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K2MnO 4 + KCl + 3H 2 Odhe kur ekspozohet ndaj dioksidit të poloniumit në prani të acidit nitrik - acidit të manganit:
2MnO 2 + 3PoO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 3Po(NO 3) 2 + 2H 2 OAplikimet e MnO 2
Si një agjent oksidues MnO2 përdoret në prodhimin e klorit nga acidi klorhidrik dhe në qelizat e thata galvanike.
Komponimet e manganit (VI) dhe (VII).
Kur dioksidi i manganit shkrihet me karbonat kaliumi dhe nitrat, përftohet një aliazh jeshil, nga i cili mund të izolohen kristalet jeshile të errët të manganatit të kaliumit. K2MnO4- kripërat e acidit permanganik shumë të paqëndrueshëm H2MnO4:
MnO 2 + KNO 3 + K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + CO 2në një tretësirë ujore, manganatet shndërrohen në mënyrë spontane në kripëra të acidit mangan HMnO4 (permanganate) me formimin e njëkohshëm të dioksidit të manganit:
3K 2 MnO 4 + H 2 O = 2KMnO 4 + MnO 2 + 4KOHnë këtë rast, ngjyra e tretësirës ndryshon nga jeshile në të kuqe dhe formohet një precipitat kafe e errët. Në prani të alkalit, manganatet janë të qëndrueshme; në një mjedis acid, kalimi i manganatit në permanganat ndodh shumë shpejt.
Kur agjentët e fortë oksidues (për shembull, klori) veprojnë në një zgjidhje manganati, kjo e fundit shndërrohet plotësisht në permanganat:
2K 2 MnO 4 + Cl 2 = 2KMnO 4 + 2KClPermanganat kaliumi KMnO4- kripa më e famshme e acidit permanganik. Duket si kristale ngjyrë vjollce të errët, mesatarisht të tretshëm në ujë.Si të gjitha përbërjet e manganit (VII), permanganati i kaliumit është një agjent i fortë oksidues. Ai oksidon lehtësisht shumë lëndë organike, shndërron kripërat e hekurit (II) në kripëra hekuri (III), oksidon acidin sulfurik në acid sulfurik, çliron klorin nga acidi klorhidrik etj.
Në reaksionet redoks KMnO4(dhe ai MnO4-)mund të restaurohet në shkallë të ndryshme. Në varësi të pH-së së mediumit, produkti i reduktimit mund të jetë një jon Mn 2+(në një mjedis acid), MnO2(në një mjedis neutral ose pak alkalik) ose jon MnO4 2-(në një mjedis shumë alkalik), për shembull:
KMnO4 + KNO 2 + KOH = K 2 MnO 4 + KNO 3 + H 2 O- në një mjedis shumë alkalik 2KMnO 4 + 3KNO 2 + H 2 O = 2MnO 2 + 3KNO 3 + 2KOH– në neutral ose pak alkalik 2KMnO 4 + 5KNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5KNO 3 + 3H 2 O- në një mjedis acidKur nxehet në formë të thatë, permanganati i kaliumit tashmë në një temperaturë prej rreth 200 o C dekompozohet sipas ekuacionit:
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2Acidi i lirë permanganat që korrespondon me permanganatet HMnO4 nuk është marrë në gjendje anhidër dhe njihet vetëm në tretësirë. Përqendrimi i tretësirës së tij mund të rritet në 20%. HMnO4- një acid shumë i fortë, i shpërbërë plotësisht në jone në një tretësirë ujore.
Oksidi i manganit (VII), ose anhidridi i manganit, Mn2O7 mund të përgatitet nga veprimi i acidit sulfurik të koncentruar në permanganat kaliumi: 2KMnO 4 + H 2 SO 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Anhidridi i manganit është një lëng vajor në kafe të gjelbër. Është shumë i paqëndrueshëm: kur nxehet ose është në kontakt me substanca të ndezshme, shpërthen në dioksid mangani dhe oksigjen.
Si një agjent oksidues energjetik, permanganati i kaliumit përdoret gjerësisht në laboratorët dhe industritë kimike, ai gjithashtu shërben si dezinfektues. Reaksioni i dekompozimit termik i permanganatit të kaliumit përdoret në laborator për të prodhuar oksigjen.
] e interpretoi atë si një brez tranzicioni 0-0 të lidhur me gjendjen bazë të molekulës. Ai i atribuoi brezat më të dobët në 620 nm (0-1) dhe 520 nm (1-0) të njëjtit tranzicion elektronik. Nevin [42NEV, 45NEV] kreu një analizë të strukturës rrotulluese dhe të imët të brezave në 568 dhe 620 nm (5677 dhe 6237 Å) dhe përcaktoi llojin e tranzicionit elektronik 7 Π - 7 Σ. Në punimet pasuese [48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC] u analizua struktura rrotulluese dhe e imët e disa brezave të tjerë të tranzicionit 7 Π - 7 Σ (A 7 Π - X 7 Σ +) të MnH dhe MnD.
Metodat e spektroskopisë me lazer me rezolucion të lartë bënë të mundur analizimin e strukturës hiperfine të linjave në brezin 0-0 A 7 Π - X 7 Σ +, për shkak të pranisë së spinit bërthamor në izotopin e manganit 55 Mn (I = 2.5) dhe protoni 1H (I = 1/2) [90VAR/FIE, 91VAR/FIE, 92VAR/GRA, 2007GEN/STE].
Struktura rrotulluese dhe e imët e disa brezave MnH dhe MnD në rajonet spektrale afër IR dhe violet u analizua në [88BAL, 90BAL/LAU, 92BAL/LIN]. U konstatua se brezat i përkasin katër tranzicioneve të pesëfishtë me një gjendje elektronike më të ulët të zakonshme: b 5 Π i - a 5 Σ + , c 5 Σ + - a 5 Σ + , d 5 Π i - a 5 Σ + dhe e 5 Σ + - a 5 Σ + .
Në punime është marrë spektri vibro-rrotullues i MnH dhe MnD. Është kryer një analizë e strukturës rrotulluese dhe fine të tranzicioneve vibruese (1-0), (2-1), (3-2) në gjendjen elektronike tokësore të X 7 Σ +.
Spektrat e MnH dhe MnD në një matricë me temperaturë të ulët u studiuan në [78VAN/DEV, 86VAN/GAR, 86VAN/GAR2, 2003WAN/AND]. Frekuencat vibruese të MnH dhe MnD në argon të ngurtë [78VAN/DEV, 2003WAN/AND], neon dhe hidrogjen [2003WAN/AND] janë afër vlerës ΔG 1/2 në fazën e gazit. Madhësia e zhvendosjes së matricës (maksimumi në argon për MnH ~ 11 cm -1) është tipike për molekulat me një lidhje relativisht jonike.
Spektri i rezonancës paramagnetike të elektronit i marrë në [78VAN/DEV] konfirmoi simetrinë e gjendjes bazë 7 Σ. Parametrat e strukturës hiperfine të marra në [78VAN/DEV] u rafinuan në [86VAN/GAR, 86VAN/GAR2] kur analizuan spektrin e rezonancës së dyfishtë elektron-bërthamore.
Spektri fotoelektronik i anioneve MnH- dhe MnD- u mor në [83STE/FEI]. Spektri identifikon kalimet në gjendjen bazë të molekulës neutrale dhe ato të ngacmuara me energji T 0 = 1725±50 cm -1 dhe 11320±220 cm -1. Për gjendjen e parë të ngacmuar, u vu re një progresion vibrues nga v = 0 në v = 3 dhe u përcaktuan konstantet vibruese w e = 1720±55 cm -1 dhe w e x e = 70±25 cm -1. Simetria e gjendjeve të ngacmuara nuk është përcaktuar; janë bërë vetëm supozime bazuar në konceptet teorike [83STE/FEI, 87MIL/FEI]. Të dhënat e marra më vonë nga spektri elektronik [88BAL, 90BAL/LAU] dhe rezultatet e llogaritjeve teorike [89LAN/BAU] treguan pa mëdyshje se gjendjet e ngacmuara në spektrin e fotoelektronit janë a 5 Σ + dhe b 5 Π i.
Llogaritjet ab initio të MnH janë kryer duke përdorur metoda të ndryshme në punime [73BAG/SCH, 75BLI/KUN, 81DAS, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 89LAN/BAU, 96FUJ/IWA, 2003WAN/AND, 2004RIN, 2004, ALB/200 PET, 2006FUR/ PER, 2006KOS/MAT]. Në të gjitha punimet janë marrë parametrat e gjendjes bazë, të cilat, sipas autorëve, përputhen mjaft mirë me të dhënat eksperimentale.
Llogaritja e funksioneve termodinamike përfshinte: a) gjendjen bazë X 7 Σ + ; b) gjendjet e ngacmuara të vëzhguara eksperimentalisht; c) shprehet d 5 Δ dhe B 7 Σ +, e llogaritur në [89LAN/BAU]; d) gjendjet sintetike (të vlerësuara), duke marrë parasysh gjendjet e tjera të lidhura të molekulës deri në 40000 cm -1.
Konstantat vibruese të gjendjes bazë të MnH dhe MnD u morën në [52NEV/CON, 57HAY/MCC] dhe me saktësi shumë të lartë në [89URB/JON, 91URB/JON, 2005GOR/APP]. Në tabelë Vlerat Mn.4 janë nga [2005GOR/APP].
Konstantat rrotulluese të gjendjes bazë të MnH dhe MnD janë marrë në [42NEV, 45NEV, 48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC, 74PAC, 75KOV/PAC, 89URB/JON, 91URB/JON/JON, 920GRAV /APP, 2007GEN /STE]. Dallimet në vlerat e B0 janë brenda 0,001 cm -1, B e - brenda 0,002 cm -1. Ato janë për shkak të saktësisë së ndryshme të matjes dhe metodave të ndryshme të përpunimit të të dhënave. Në tabelë Vlerat Mn.4 janë nga [2005GOR/APP].
Energjitë e gjendjeve të eksituara të vëzhguara janë marrë si më poshtë. Për gjendjen a 5 Σ + vlera T 0 është marrë nga [ 83STE/FEI ] (shih më lart në tekst). Për shtetet e tjera të kuintetit në tabelë. Mn.4 energjitë e marra duke i shtuar T 0 a 5 Σ + vlerat T = 9429,973 cm -1 dhe T = 11839,62 cm -1 [ 90BAL/LAU ], T 0 = 20880,56 cm -1 dhe T 0 = 22331. cm -1 jepen [92BAL/LIN]. Për shtetin A 7 Π tregon vlerën e T e nga [84HU/GER].
Energjia shtetërore d 5 D, e llogaritur në [89LAN/BAU], zvogëlohet me 2000 cm -1, që korrespondon me diferencën midis energjisë eksperimentale dhe të llogaritur të gjendjes b 5 Π i . Energjia e B 7 Σ + vlerësohet duke i shtuar energjinë eksperimentale A 7 Diferencat energjetike Π të këtyre gjendjeve në grafikun e kurbave potenciale [89LAN/BAU].
Konstantat vibruese dhe rrotulluese të gjendjeve të ngacmuara të MnH nuk janë përdorur në llogaritjet e funksioneve termodinamike dhe janë dhënë në tabelën Mn.4 për referencë. Konstantat vibruese jepen sipas të dhënave nga [83STE/FEI] (a 5 Σ +), [90BAL/LAU] ( c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] ( d 5 Πi, e 5 Σ +), [ 84HUY/GER ] ( A 7 Π). Konstantet e rrotullimit jepen sipas të dhënave nga [90BAL/LAU] ( b 5 Πi, c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] (a 5 Σ + , d 5 Πi, e 5 Σ +), [ 92VAR/GRA ] ( B 0 dhe D 0 A 7 Π) dhe [ 84HUGH/GER ] (a 1 A 7 Π).
Për të vlerësuar energjitë e gjendjeve elektronike të pavëzhguara, u përdor modeli jonik Mn + H -. Sipas modelit, nën 20000 cm -1 molekula nuk ka gjendje të tjera përveç atyre që tashmë janë marrë parasysh, d.m.th. ato gjendje që u vëzhguan në eksperiment dhe/ose u llogaritën [89LAN/BAU]. Mbi 20000 cm -1 modeli parashikon një numër të madh të gjendjeve elektronike shtesë që i përkasin tre konfigurimeve jonike: Mn + (3d 5 4s)H - , Mn + (3d 5 4p)H - dhe Mn + (3d 6)H - . Këto gjendje krahasohen mirë me gjendjet e llogaritura në [2006KOS/MAT]. Energjitë e gjendjeve të vlerësuara nga modeli janë pjesërisht më të sakta sepse marrin parasysh të dhënat eksperimentale. Për shkak të numrit të madh të gjendjeve të vlerësuara mbi 20000 cm -1, ato kombinohen në gjendje sintetike në disa nivele energjetike (shih shënimin Tabelën Mn.4).
Funksionet termodinamike MnH(g) janë llogaritur duke përdorur ekuacionet (1.3) - (1.6) , (1.9) , (1.10) , (1.93) - (1.95) . vlerat Q int dhe derivatet e tij u llogaritën duke përdorur ekuacionet (1.90) - (1.92) duke marrë parasysh katërmbëdhjetë gjendje të ngacmuara nën supozimin se P kol.vr ( i) = (p i /p X)Q kol.vr ( X) . Funksioni i ndarjes vibracion-rrotullues i gjendjes X 7 Σ + dhe derivatet e tij u llogaritën duke përdorur ekuacionet (1.70) - (1.75) me përmbledhje të drejtpërdrejtë mbi nivelet e energjisë. Llogaritjet morën parasysh të gjitha nivelet e energjisë me vlera J< J max,v, ku J max ,v u gjet nga kushtet (1.81). Nivelet vibrative-rrotulluese të gjendjes X 7 Σ + janë llogaritur duke përdorur ekuacionet (1.65), vlerat e koeficientëve Y kl në këto ekuacione janë llogaritur duke përdorur relacionet (1.66) për modifikimin izotopik që korrespondon me përzierjen natyrore të izotopeve të hidrogjenit nga konstantet molekulare 55 Mn 1 H të dhëna në tabelë. Mn.4. Vlerat e koeficientit Y kl , si dhe sasitë v max dhe J lim janë dhënë në tabelë. Mn.5.
Gabimet kryesore në funksionet termodinamike të llogaritura MnH(g) janë për shkak të metodës së llogaritjes. Gabimet në vlerat e Φº( T) në T= 298,15, 1000, 3000 dhe 6000 K vlerësohen të jenë përkatësisht 0,16, 0,4, 1,1 dhe 2,3 J×K‑1×mol‑1.
Funksionet termodinamike MnH(g) janë llogaritur më parë pa marrë parasysh gjendjet e ngacmuara deri në 5000 K në [74SCH] dhe duke marrë parasysh gjendjet e ngacmuara deri në 6000 K në [
D° 0 (MnH) = 140 ± 15 kJ× mol‑1 = 11700 ± 1250 cm‑1.
Studimet e para sistematike të tretshmërisë së hidrogjenit në mangan i përkasin Luckemeyer-Hasse dhe Schenk. Ata treguan se ndryshimi në tretshmëri shoqërohet nga një transformim α⇔β. Meqenëse ata po eksperimentonin me mangan të shkallës industriale, ndoshta nuk është për t'u habitur që rezultatet e tyre nuk përputhen me vlerat sasiore të gjetura në punën e mëvonshme të kryer në mangan me pastërti të lartë.Studime të hollësishme në diapazonin e temperaturës nga 20 deri në 1300° janë kryer nga Sieverts dhe Moritz mbi distilatin e manganit, si dhe nga Potter dhe Lukens mbi manganin e distiluar elektrolitik. Në të dyja rastet, presioni i hidrogjenit në ekuilibër me metalin e mëparshëm plotësisht të degazuar u mat në temperatura të ndryshme.
Të dy studimet morën rezultate shumë të ngjashme. Në Fig. Figura 79 tregon të dhënat nga Sieverts dhe Moritz në lidhje me vëllimin e hidrogjenit të përthithur nga 100 g mangan në intervalin e temperaturës nga 20 në 1300° gjatë ngrohjes dhe ftohjes së dy mostrave të manganit të pastër.
Tretshmëria e hidrogjenit në α-modifikimin e manganit fillimisht zvogëlohet dhe më pas rritet me rritjen e temperaturës. Tretshmëria e hidrogjenit në β-mangan është dukshëm më e lartë se në α-mangan, prandaj, transformimi β→α shoqërohet me një rritje të dukshme të përthithjes së hidrogjenit. Tretshmëria në β-mangan rritet me temperaturën.
Transformimi β→γ shoqërohet edhe me një rritje të tretshmërisë së hidrogjenit, e cila në γ-mangan, si dhe në β-mangan, rritet me temperaturën. Transformimi shoqërohet me një ulje të tretshmërisë. Tretshmëria e hidrogjenit në δ-mangan rritet deri në pikën e shkrirjes, dhe tretshmëria e hidrogjenit në manganin e lëngët është dukshëm më e lartë se tretshmëria e tij në cilindo prej modifikimeve të manganit në gjendje të ngurtë.
Kështu, ndryshimet në tretshmërinë e hidrogjenit në modifikime të ndryshme alotropike të manganit bëjnë të mundur zhvillimin e një metode të thjeshtë dhe elegante për studimin e temperaturave të transformimeve alotropike, si dhe histerezën e tyre në ritme të ndryshme të ngrohjes dhe ftohjes.
Rezultatet e Potter dhe Lukens, në përgjithësi, janë shumë afër rezultateve të Sieverts dhe Moritz, siç mund të shihet duke ekzaminuar të dhënat në tabelë. 47. Konsistenca e rezultateve është shumë e mirë, me përjashtim të ndryshimit të tretshmërisë në fazën α në rangun e temperaturës nga temperatura e dhomës në 500°: Sieverts dhe Moritz zbuluan se tretshmëria është shumë më e lartë se sa rezulton nga të dhënat e Potter. dhe Lukens. Arsyeja për këtë mospërputhje është e paqartë.
Potter dhe Lukens zbuluan se në temperaturë konstante, tretshmëria e hidrogjenit (V) ndryshon me presionin (P) sipas varësisë:
ku K është një konstante.
Asnjë studiues nuk ka gjetur hidride mangani.
Përmbajtja e hidrogjenit në mangan elektrolitik. Meqenëse hidrogjeni depozitohet në katodë gjatë depozitimit elektrik, nuk është për t'u habitur që metali i marrë në këtë mënyrë duhet të përmbajë hidrogjen.
Përmbajtja e hidrogjenit të manganit elektrolitik dhe çështjet që lidhen me heqjen e tij u studiuan nga Potter, Hayes dhe Lukens. Ne studiuam manganin elektrolitik të zakonshëm të pastërtisë industriale, i cili më parë mbahej për tre muaj në temperaturën e dhomës.
Matjet e vëllimit të çliruar (të emetuar) të hidrogjenit u kryen në temperatura deri në 1300°; rezultatet janë paraqitur në Fig. 80.
Kur nxehet në 200°, lëshohet shumë pak gaz, por tashmë në 300° lëshohet një vëllim shumë domethënës. Pak më shumë lirohet në 400°, por me ngrohjen e mëvonshme sasia e hidrogjenit të çliruar ndryshon pak, me përjashtim të rasteve kur tretshmëria ndryshon për shkak të transformimeve alotropike të manganit.
Është zbuluar se mangani përmban afërsisht 250 cm3 hidrogjen për 100 g metal. Kur nxehet në 400° për 1 orë në ajër me presion normal, hiqet 97% e sasisë që mund të hiqet. Siç pritej, me uljen e presionit të jashtëm, kërkohet një kohëzgjatje më e shkurtër e ngrohjes për të hequr të njëjtën sasi hidrogjeni.
Besohet se hidrogjeni i pranishëm në mangan formon një zgjidhje të ngurtë intersticiale të mbingopur. Efekti i hidrogjenit në parametrat e rrjetës së α-manganit u studiua nga Potter dhe Huber; vihet re një zgjerim (rritje) i caktuar i rrjetës (Tabela 48), që arrin në 0,0003% në 1 cm3 hidrogjen për 100 g metal.
Ngrohja për të hequr hidrogjenin shkakton ngjeshje (tkurrje) të rrjetës (Tabela 49).
Matjet e sakta të parametrave të grilës në mostrat me përmbajtje të lartë hidrogjeni janë shumë të vështira, pasi përftohet një model difraksioni i paqartë. Potter dhe Huber ia atribuojnë këtë shpërndarjes jo uniforme të gazit në metal. Kjo turbullirë nuk rritet me rritjen e përmbajtjes së hidrogjenit dhe madje zvogëlohet disi në përmbajtje më të lartë të hidrogjenit. Është vërtetuar se mangani elektrolitik nuk mund të merret me një përmbajtje hidrogjeni prej më shumë se 615 cm3 për 100 g, që korrespondon me dy atome hidrogjeni për njësi qelizë të α-manganit. Me një shpërndarje uniforme të hidrogjenit në metal, mund të pritet një shkallë e barabartë e shtrembërimit të grilave elementare dhe modeli i difraksionit duhet të përmbajë linja të qarta.
