Mangan är en hård, grå metall. Dess atomer har en yttre skalelektronkonfiguration
Manganmetall reagerar med vatten och reagerar med syror för att bilda mangan(II)joner:
I olika föreningar uppvisar mangan oxidationstillstånd Ju högre oxidationstillstånd mangan har, desto större kovalent karaktär har dess motsvarande föreningar. När graden av oxidation av mangan ökar, ökar också surheten i dess oxider.
Mangan(II)
Denna form av mangan är den mest stabila. Den har en extern elektronisk konfiguration med en elektron i var och en av de fem orbitalen.
I vattenlösning hydratiseras mangan(II)joner för att bilda en ljusrosa komplexjon, hexaaquamanganese(II). Denna jon är stabil i sura miljöer, men bildar en vit fällning av manganhydroxid i alkaliska miljöer. Mangan(II)oxid har egenskaper hos basiska oxider.
Mangan(III)
Mangan (III) finns endast i komplexa föreningar. Denna form av mangan är instabil. I en sur miljö, disproportioneras mangan(III) till mangan(II) och mangan(IV).
Mangan (IV)
Den viktigaste föreningen av mangan(IV) är oxiden. Denna svarta förening är olöslig i vatten. Den tilldelas en jonstruktur. Stabiliteten beror på gallrets höga entalpi.
Mangan(IV)oxid har svagt amfotära egenskaper. Det är ett starkt oxidationsmedel, till exempel ersätter det klor från koncentrerad saltsyra:
Denna reaktion kan användas för att producera klor i laboratoriet (se avsnitt 16.1).
Mangan(VI)
Detta oxidationstillstånd för mangan är instabilt. Kaliummanganat (VI) kan erhållas genom att smälta mangan (IV) oxid med något starkt oxidationsmedel, till exempel kaliumklorat eller kaliumnitrat:
Kaliummanganat (VI) är grön till färgen. Det är endast stabilt i alkalisk lösning. I en sur lösning disproportioneras det till mangan (IV) och mangan (VII):
Mangan (VII)
Mangan har detta oxidationstillstånd i en starkt sur oxid. Den viktigaste mangan(VII)-föreningen är dock kaliummanganat(VII) (kaliumpermanganat). Denna fasta substans löser sig mycket bra i vatten och bildar en mörklila lösning. Manganat har en tetraedrisk struktur. I en lätt sur miljö sönderdelas den gradvis och bildar mangan (IV) oxid:
I en alkalisk miljö reduceras kaliummanganat(VII) och bildar först grönt kaliummanganat(VI) och sedan mangan(IV)oxid.
Kaliummanganat (VII) är ett starkt oxidationsmedel. I en tillräckligt sur miljö reduceras den och bildar mangan(II)joner. Standard redoxpotentialen för detta system är , vilket överstiger standardpotentialen för systemet och därför oxiderar manganatet kloridjonen till klorgas:
Oxidationen av manganatkloridjon fortskrider enligt ekvationen
Kaliummanganat(VII) används i stor utsträckning som oxidationsmedel i laboratoriepraxis, t.ex.
att producera syre och klor (se kapitel 15 och 16);
att utföra ett analytiskt test för svaveldioxid och svavelväte (se kapitel 15); i preparativ organisk kemi (se kapitel 19);
som ett volymetriskt reagens i redoxtitrimetri.
Ett exempel på titrimetrisk användning av kaliummanganat (VII) är den kvantitativa bestämningen med hjälp av järn (II) och etandioater (oxalater):
Men eftersom kaliummanganat (VII) är svårt att erhålla i hög renhet, kan det inte användas som en primär titrimetrisk standard.
generell bedömning
Mangan är element VIIB i IV-periodens undergrupp. Atomens elektroniska struktur är 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2, de mest karakteristiska oxidationstillstånden i föreningar är från +2 till +7.
Mangan är ett ganska vanligt grundämne, som utgör 0,1 % (massfraktion) av jordskorpan. Finns i naturen endast i form av föreningar, de viktigaste mineralerna är pyrolusit (mangandioxid MnO2.), gauskanit Mn3O4 och brownite Mn2O3.
Fysikaliska egenskaper
Mangan är en silvervit, hård, spröd metall. Dess densitet är 7,44 g/cm 3, smältpunkten är 1245 o C. Fyra kristallina modifikationer av mangan är kända.
Kemiska egenskaper
Mangan är en aktiv metall, i ett antal spänningar ligger det mellan aluminium och zink. I luften är mangan täckt med en tunn oxidfilm, som skyddar den från ytterligare oxidation även när den värms upp. I fint krossat tillstånd oxiderar mangan lätt.
3Mn + 2O 2 = Mn 3 O 4– när den bränns i luftVatten vid rumstemperatur verkar på mangan mycket långsamt, men när det värms upp verkar det snabbare:
Mn + H2O = Mn(OH)2 + H2Det löser sig i utspädd saltsyra och salpetersyra, såväl som i varm svavelsyra (i kyla H2SO4 det är praktiskt taget olösligt):
Mn + 2HCl = MnCl2 + H2 Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2Mottagande
Mangan erhålls från:
1. Elektrolys av lösning MnSO 4. I den elektrolytiska metoden reduceras malmen och löses sedan i en blandning av svavelsyra och ammoniumsulfat. Den resulterande lösningen utsätts för elektrolys.
2. reduktion från dess oxider med kisel i elektriska ugnar.
Ansökan
Mangan används:
1. vid tillverkning av legerat stål. Manganstål, som innehåller upp till 15 % mangan, har hög hårdhet och styrka.
2. Mangan ingår i ett antal magnesiumbaserade legeringar; det ökar deras motståndskraft mot korrosion.
Magranoxider
Mangan bildar fyra enkla oxider - MnO, Mn2O3, MnO2 Och Mn2O7 och blandad oxid Mn3O4. De två första oxiderna har grundläggande egenskaper, mangandioxid MnO2är amfotär, och den högre oxiden Mn2O7är permangansyraanhydrid HMnO4. Mangan(IV)-derivat är också kända, men motsvarande oxid MnO3 inte fått.
Mangan(II)-föreningar
Oxidationstillstånd +2 motsvarar mangan(II)oxid MnO manganhydroxid Mn(OH) 2 och mangan(II)salter.
Mangan(II)oxid erhålls i form av ett grönt pulver genom att reducera andra manganoxider med väte:
MnO2 + H2 = MnO + H2Oeller under termisk nedbrytning av manganoxalat eller karbonat utan lufttillgång:
MnC 2 O 4 = MnO + CO + CO 2 MnCO 3 = MnO + CO 2När alkalier verkar på lösningar av mangan(II)-salter fälls en vit fällning av manganhydroxid Mn(OH)2 ut:
MnCl2 + NaOH = Mn(OH)2 + 2NaClI luften mörknar den snabbt och oxiderar till brun mangan(IV)hydroxid Mn(OH)4:
2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O =2 Mn(OH)4Mangan(II)oxid och hydroxid uppvisar grundläggande egenskaper och är lättlösliga i syror:
Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl2 + 2H2OMangan (II) salter bildas när mangan löses i utspädda syror:
Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2- vid uppvärmningeller genom inverkan av syror på olika naturliga manganföreningar, till exempel:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2OI fast form är mangan(II)-salter rosa till färgen; lösningar av dessa salter är nästan färglösa.
Vid interaktion med oxidationsmedel uppvisar alla mangan(II)-föreningar reducerande egenskaper.
Mangan(IV)-föreningar
Den mest stabila mangan(IV)-föreningen är mörkbrun mangandioxid. MnO2. Det bildas lätt både under oxidation av lägre och under reduktion av högre manganföreningar.
MnO2- en amfoter oxid, men både sura och basiska egenskaper är mycket svagt uttryckta.
I en sur miljö är mangandioxid ett starkt oxidationsmedel. Vid upphettning med koncentrerade syror inträffar följande reaktioner:
2MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2 + 2H2O MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2ODessutom, i det första steget i den andra reaktionen, bildas först instabil mangan (IV) klorid, som sedan sönderdelas:
MnCl4 = MnCl2 + Cl2När fusion MnO2 Manganiter erhålls med alkalier eller basiska oxider, till exempel:
MnO2 +2KOH = K2MnO3 + H2ONär man interagerar MnO2 med koncentrerad svavelsyra bildas mangansulfat MnSO4 och syre frigörs:
2Mn(OH)4 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2 + 6H2OSamspel MnO2 med starkare oxidationsmedel leder till bildandet av mangan (VI) och (VII) föreningar, till exempel, när de smälts samman med kaliumklorat, bildas kaliummanganat:
3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2Ooch vid exponering för poloniumdioxid i närvaro av salpetersyra - mangansyra:
2MnO2 + 3PoO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Po(NO3)2 + 2H2OTillämpningar av MnO 2
Som oxidationsmedel MnO2 används vid framställning av klor från saltsyra och i torra galvaniska celler.
Mangan(VI) och (VII) föreningar
När mangandioxid smälts samman med kaliumkarbonat och nitrat erhålls en grön legering, från vilken mörkgröna kristaller av kaliummanganat kan isoleras K2MnO4- salter av mycket instabil permangansyra H2MnO4:
MnO 2 + KNO 3 + K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + CO 2i en vattenlösning omvandlas manganater spontant till salter av mangansyra HMnO4 (permanganater) med samtidig bildning av mangandioxid:
3K2MnO4 + H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOHi detta fall ändras färgen på lösningen från grön till röd och en mörkbrun fällning bildas. I närvaro av alkali är manganater stabila, i en sur miljö sker övergången av manganat till permanganat mycket snabbt.
När starka oxidationsmedel (till exempel klor) verkar på en manganatlösning, omvandlas den senare helt till permanganat:
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KClKaliumpermanganat KMnO4- det mest kända saltet av permangansyra. Det ser ut som mörklila kristaller, måttligt lösliga i vatten. Liksom alla manganföreningar (VII) är kaliumpermanganat ett starkt oxidationsmedel. Den oxiderar lätt många organiska ämnen, omvandlar järn(II)-salter till järn(III)-salter, oxiderar svavelsyra till svavelsyra, frigör klor från saltsyra, etc.
I redoxreaktioner KMnO4(och han MnO4-)kan återställas i varierande grad. Beroende på mediets pH kan reduktionsprodukten vara en jon Mn 2+(i en sur miljö), MnO2(i en neutral eller svagt alkalisk miljö) eller jon MnO4 2-(i en mycket alkalisk miljö), till exempel:
KMnO4 + KNO 2 + KOH = K 2 MnO 4 + KNO 3 + H 2 O- i en mycket alkalisk miljö 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O = 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH– i neutral eller svagt alkalisk 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O– i en sur miljöVid upphettning i torr form sönderdelas kaliumpermanganat redan vid en temperatur på cirka 200 o C enligt ekvationen:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2Fri permanganatsyra motsvarande permanganater HMnO4 har inte erhållits i vattenfritt tillstånd och är endast känd i lösning. Koncentrationen av dess lösning kan ökas till 20%. HMnO4- en mycket stark syra, fullständigt dissocierad till joner i en vattenlösning.
Mangan (VII) oxid, eller mangananhydrid, Mn2O7 kan framställas genom inverkan av koncentrerad svavelsyra på kaliumpermanganat: 2KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O
Mangananhydrid är en grönbrun oljig vätska. Det är mycket instabilt: vid upphettning eller kontakt med brandfarliga ämnen exploderar det till mangandioxid och syre.
Som ett energiskt oxidationsmedel används kaliumpermanganat i stor utsträckning i kemiska laboratorier och industrier, det fungerar också som ett desinfektionsmedel. Den termiska nedbrytningsreaktionen av kaliumpermanganat används i laboratoriet för att producera syre.
] tolkade det som ett 0-0 övergångsband associerat med grundtillståndet för molekylen. Han tillskrev svagare band vid 620 nm (0-1) och 520 nm (1-0) till samma elektroniska övergång. Nevin [42NEV, 45NEV] utförde en analys av den roterande och fina strukturen av banden vid 568 och 620 nm (5677 och 6237 Å) och bestämde typen av elektronisk övergång 7 Π - 7 Σ. I efterföljande arbeten [48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC] analyserades rotations- och finstrukturen för flera fler band av 7 Π - 7 Σ (A 7 Π - X 7 Σ +) övergången av MnH och MnD.
Högupplösta laserspektroskopimetoder gjorde det möjligt att analysera den hyperfina strukturen hos linjer i 0-0-bandet A 7 Π - X 7 Σ +, på grund av närvaron av kärnspinn i manganisotopen 55 Mn (I = 2,5) och 1H-protonen (I = 1/2) [90VAR/FIE, 91VAR/FIE, 92VAR/GRA, 2007GEN/STE].
Den roterande och fina strukturen av flera MnH- och MnD-band i de nära IR- och violetta spektralområdena analyserades i [88BAL, 90BAL/LAU, 92BAL/LIN]. Det konstaterades att banden tillhör fyra kvintettövergångar med ett gemensamt lägre elektroniskt tillstånd: b 5 Π i - a 5 Σ + , c 5 Σ + - a 5 Σ + , d 5 Π i - a 5 Σ + och e 5 Σ+ - a 5 Σ+.
Vibrations-rotationsspektrumet för MnH och MnD erhölls under arbetet. En analys av rotations- och finstrukturen av vibrationsövergångar (1-0), (2-1), (3-2) i det elektroniska marktillståndet X 7 Σ + utfördes.
Spektra för MnH och MnD i en lågtemperaturmatris studerades i [78VAN/DEV, 86VAN/GAR, 86VAN/GAR2, 2003WAN/AND]. Vibrationsfrekvenserna för MnH och MnD i fast argon [78VAN/DEV, 2003WAN/AND], neon och väte [2003WAN/AND] är nära värdet ΔG 1/2 i gasfasen. Storleken på matrisskiftet (maximalt i argon för MnH ~ 11 cm -1) är typiskt för molekyler med en relativt jonbindning.
Det paramagnetiska elektronresonansspektrumet erhållet i [78VAN/DEV] bekräftade symmetrin för grundtillståndet 7 Σ. De hyperfina strukturparametrarna som erhölls i [78VAN/DEV] förfinades i [86VAN/GAR, 86VAN/GAR2] vid analys av elektron-nukleärt dubbelresonansspektrum.
Fotoelektronspektrumet för MnH- och MnD-anjonerna erhölls i [83STE/FEI]. Spektrumet identifierar övergångar både till grundtillståndet för den neutrala molekylen och de som exciteras med energi To = 1725±50 cm-1 och 11320±220 cm-1. För det första exciterade tillståndet observerades en vibrationsprogression från v = 0 till v = 3, och vibrationskonstanterna w e = 1720±55 cm -1 och w e bestämdes x e = 70±25 cm-1. Symmetrin för de exciterade tillstånden har inte fastställts, endast antaganden har gjorts baserat på teoretiska koncept [83STE/FEI, 87MIL/FEI]. Data erhållna senare från det elektroniska spektrumet [88BAL, 90BAL/LAU] och resultaten av teoretiska beräkningar [89LAN/BAU] visade entydigt att de exciterade tillstånden i fotoelektronspektrat är a 5 Σ + och b 5 Π i.
Ab initio-beräkningar av MnH utfördes med hjälp av olika metoder i verken [73BAG/SCH, 75BLI/KUN, 81DAS, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 89LAN/BAU, 96FUJ/IWA, 2003WAN/AND, 2004RIN/TELB, 2004/2005, PET, 2006FUR/ PER, 2006KOS/MAT]. I alla verk erhölls parametrarna för grundtillståndet, vilket enligt författarna stämmer ganska väl överens med experimentdata.
Beräkningen av termodynamiska funktioner inkluderade: a) grundtillstånd X 7 Σ + ; b) experimentellt observerade exciterade tillstånd; c) tillstånd d 5 Δ och B 7 Σ +, beräknade i [89LAN/BAU]; d) syntetiska (uppskattade) tillstånd, med hänsyn till andra bundna tillstånd av molekylen upp till 40 000 cm -1.
Vibrationskonstanterna för grundtillståndet för MnH och MnD erhölls i [52NEV/CON, 57HAY/MCC] och med mycket hög noggrannhet i [89URB/JON, 91URB/JON, 2005GOR/APP]. I tabell Mn.4-värdena är från [2005GOR/APP].
Rotationskonstanterna för grundtillståndet för MnH och MnD erhölls i [42NEV, 45NEV, 48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC, 74PAC, 75KOV/PAC, 89URB/JON, 91URB/JON, 92005G, 92005G /APP, 2007GEN /STE]. Skillnaderna i värdena för B0 är inom 0,001 cm -1, B e - inom 0,002 cm -1. De beror på olika mätnoggrannhet och olika databehandlingsmetoder. I tabell Mn.4-värdena är från [2005GOR/APP].
Energierna för de observerade exciterade tillstånden erhölls enligt följande. För tillståndet är a 5 Σ + värdet T 0 hämtat från [ 83STE/FEI ] (se ovan i texten). För andra kvintetttillstånd i tabell. Mn.4 energierna som erhålls genom att addera till T 0 a 5 Σ + värdena T = 9429,973 cm -1 och T = 11839,62 cm -1 [ 90BAL/LAU ], T 0 = 20880,56 cm -1 och T 0 = 22331,25 cm -1 ges [92BAL/LIN]. För staten A 7 Π visar värdet på T e från [84HU/GER].
Statens energi d 5 D, beräknat i [89LAN/BAU], reduceras med 2000 cm -1, vilket motsvarar skillnaden mellan den experimentella och beräknade tillståndsenergin b 5 Π i. Energin för B 7 Σ + uppskattas genom att addera till den experimentella energin A 7 Π energiskillnader för dessa tillstånd på grafen över potentialkurvor [89LAN/BAU].
Vibrations- och rotationskonstanterna för de exciterade tillstånden för MnH användes inte i beräkningarna av termodynamiska funktioner och ges i tabell Mn.4 som referens. Vibrationskonstanterna ges enligt data från [ 83STE/FEI ] (a 5 Σ +), [ 90BAL/LAU ] ( c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] ( d 5 Πi, e 5 Σ +), [ 84HUY/GER ] ( A 7 Π). Rotationskonstanter ges enligt data från [90BAL/LAU] ( b 5 Πi, c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] (a 5 Σ + , d 5 Πi, e 5 Σ +), [ 92VAR/GRA ] ( B 0 och D 0 A 7 Π) och [ 84HUGH/GER ] (a 1 A 7 Π).
För att uppskatta energierna för oobserverade elektroniska tillstånd användes Mn + H - jonmodellen. Enligt modellen har molekylen under 20000 cm -1 inga andra tillstånd än de som redan har tagits i beaktande, d.v.s. de tillstånd som observerades i experimentet och/eller beräknades [89LAN/BAU]. Över 20000 cm -1 förutsäger modellen ett stort antal ytterligare elektroniska tillstånd som tillhör tre jonkonfigurationer: Mn + (3d 5 4s)H - , Mn + (3d 5 4p)H - och Mn + (3d 6)H - . Dessa tillstånd jämför väl med tillstånden beräknade i [2006KOS/MAT]. Energierna för tillstånd som uppskattas från modellen är delvis mer exakta eftersom de tar hänsyn till experimentella data. På grund av det stora antalet tillstånd bedömda över 20 000 cm -1, kombineras de till syntetiska tillstånd på flera energinivåer (se not Tabell Mn.4).
Termodynamiska funktioner MnH(g) beräknades med användning av ekvationerna (1,3) - (1,6), (1,9), (1,10), (1,93) - (1,95). Värderingar Q int och dess derivator beräknades med hjälp av ekvationerna (1,90) - (1,92) med hänsyn till fjorton exciterade tillstånd under antagandet att F kol.vr ( i) = (pi/p X) Q kol.vr ( X) . Vibrations-rotationsfördelningsfunktionen för tillståndet X 7 Σ + och dess derivator beräknades med användning av ekvationerna (1,70) - (1,75) genom direkt summering över energinivåer. Beräkningarna tog hänsyn till alla energinivåer med värden J< J max ,v , där J max ,v hittades från förhållanden (1,81). Vibrationsrotationsnivåerna för X 7 Σ +-tillståndet beräknades med hjälp av ekvationer (1,65), värdena för koefficienterna Y kl i dessa ekvationer beräknades med hjälp av relationer (1,66) för den isotopmodifiering som motsvarar den naturliga blandningen av väteisotoper från de molekylära konstanterna 55 Mn 1 H som anges i tabell. Mn.4. Koefficientvärden Y kl , samt kvantiteterna v max och J lim anges i tabellen. Mn.5.
Huvudfelen i de beräknade termodynamiska funktionerna MnH(g) beror på beräkningsmetoden. Fel i värdena för Φº( T) kl T= 298,15, 1000, 3000 och 6000 K uppskattas vara 0,16, 0,4, 1,1 respektive 2,3 J×K‑1×mol‑1.
Termodynamiska funktioner MnH(g) beräknades tidigare utan att ta hänsyn till exciterade tillstånd upp till 5000 K i [74SCH] och med hänsyn till exciterade tillstånd upp till 6000 K i [
D° 0 (MnH) = 140 ± 15 kJ × mol-1 = 11700 ± 1250 cm-1.
De första systematiska studierna av vätgas löslighet i mangan tillhör Luckemeyer-Hasse och Schenk. De visade att förändringen i löslighet åtföljs av en α⇔β-transformation. Eftersom de experimenterade med mangan av industriell kvalitet är det kanske inte förvånande att deras resultat inte överensstämmer med de kvantitativa värden som finns i senare arbete som utförts på högrent mangan.Detaljerade studier i temperaturområdet från 20 till 1300° utfördes av Sieverts och Moritz på mangandestillat, samt av Potter och Lukens på elektrolytiskt destillerat mangan. I båda fallen mättes trycket av väte i jämvikt med den tidigare helt avgasade metallen vid olika temperaturer.
Båda studierna fick mycket likartade resultat. I fig. Figur 79 visar data från Sieverts och Moritz avseende volymen väte som adsorberas av 100 g mangan i temperaturområdet från 20 till 1300° under uppvärmning och kylning av två prover av rent mangan.
Lösligheten av väte i a-modifieringen av mangan minskar först och ökar sedan med ökande temperatur. Lösligheten av väte i β-mangan är märkbart högre än i α-mangan, därför åtföljs omvandlingen β→α av en märkbar ökning av väteadsorptionen. Lösligheten i β-mangan ökar med temperaturen.
β→γ-transformationen åtföljs också av en ökning av vätelösligheten, som i γ-mangan, såväl som i β-mangan, ökar med temperaturen. Omvandlingen åtföljs av en minskning av lösligheten. Lösligheten av väte i δ-mangan ökar till smältpunkten, och lösligheten av väte i flytande mangan är märkbart högre än dess löslighet i någon av modifieringarna av mangan i fast tillstånd.
Således gör förändringar i lösligheten av väte i olika allotropa modifieringar av mangan det möjligt att utveckla en enkel och elegant metod för att studera temperaturerna för allotropa transformationer, såväl som deras hysteres vid olika uppvärmnings- och kylningshastigheter.
Resultaten av Potter och Lukens, i allmänhet, ligger mycket nära resultaten från Sieverts och Moritz, vilket kan ses genom att undersöka uppgifterna i tabellen. 47. Konsistensen av resultaten är mycket god, förutom förändringen i löslighet i α-fasen i temperaturintervallet från rumstemperatur till 500°: Sieverts och Moritz fann att lösligheten är mycket högre än vad den följer av Potters data och Lukens. Orsaken till denna avvikelse är oklar.
Potter och Lukens fann att vid konstant temperatur ändras lösligheten av väte (V) med trycket (P) enligt beroendet:
där K är en konstant.
Ingen forskare har hittat några manganhydrider.
Vätehalt i elektrolytiskt mangan. Eftersom väte avsätts på katoden under elektrisk avsättning är det inte förvånande att den sålunda erhållna metallen innehåller väte.
Vätehalten i elektrolytiskt mangan och frågor relaterade till dess avlägsnande studerades av Potter, Hayes och Lukens. Vi studerade vanligt elektrolytiskt mangan av industriell renhet, som tidigare hölls i tre månader i rumstemperatur.
Mätningar av den frigjorda (emitterade) volymen väte utfördes vid temperaturer upp till 1300°; resultaten visas i fig. 80.
Vid uppvärmning till 200° frigörs mycket lite gas, men redan vid 300° frigörs en mycket betydande volym. Lite mer frigörs vid 400°, men med efterföljande uppvärmning ändras mängden väte som frigörs något, förutom i de fall då lösligheten förändras på grund av allotropa omvandlingar av mangan.
Det har visat sig att mangan innehåller cirka 250 cm3 väte per 100 g metall. Vid uppvärmning till 400° i 1 timme i luft vid normalt tryck tas 97 % av den mängd som kan avlägsnas bort. Som man kan förvänta sig, när det yttre trycket minskar, krävs en kortare uppvärmningstid för att avlägsna samma mängd väte.
Man tror att det väte som finns i mangan bildar en övermättad interstitiell fast lösning. Effekten av väte på gitterparametrarna för α-mangan studerades av Potter och Huber; en viss expansion (ökning) av gittret observeras (tabell 48), uppgående till 0,0003 % vid 1 cm3 väte per 100 g metall.
Uppvärmning för att avlägsna väte orsakar kompression (krympning) av gittret (tabell 49).
Noggranna mätningar av gitterparametrar på prover med hög vätehalt är mycket svåra, eftersom ett suddigt diffraktionsmönster erhålls. Potter och Huber tillskriver detta den ojämna distributionen av gas i metallen. Denna suddighet ökar inte med ökande vätehalt och minskar till och med något vid högre vätehalter. Det har konstaterats att elektrolytiskt mangan inte kan erhållas med en vätehalt på mer än 615 cm3 per 100 g, vilket motsvarar två väteatomer per enhetscell av α-mangan. Med en likformig fördelning av väte i metallen kan man förvänta sig lika stor förvrängning av elementargittren och diffraktionsmönstret bör innehålla tydliga linjer.
