Abstracto

Enseñanza de la química 2018: Reducción práctica del óxido de manganeso - Fikri Erdem Ã…Â?eşen

 Fikri Erdem Şeşen     

El manganeso es un metal importante que se utiliza en la industria del acero. Es un elemento de aleación en el acero abundante. Además, se utiliza como desoxidante en la producción de acero. En la industria del acero, el metal manganeso se utiliza como producto intermedio del ferromanganeso. El ferromanganeso es el producto de reducción del manganeso oxidado que se produce con mayor frecuencia. La reducción adopta la forma de una reducción metalotérmica o una reducción carbotérmica. En la práctica, la reducción metalográfica se lleva a cabo con silicio o aluminio, que forman óxidos más estables que el magnesio. La reducción carbotérmica significa reducción con carbono. Todas las reacciones de reducción son altamente endotérmicas y se requiere una gran cantidad de energía térmica para llevar a cabo estas reacciones. Las formas más abundantes de óxidos de manganeso son MnO2, Mn2O3, Mn3O4 y MnO. Estos compuestos se disocian al calentarlos. El óxido de manganeso (IV) es un compuesto inorgánico con la fórmula MnO. Este sólido de color negruzco o marrón se encuentra de forma natural en forma de pirolusita, el principal mineral de manganeso y un componente de los nódulos de manganeso. El MnO se utiliza principalmente para pilas secas, como la pila alcalina y la pila de cinco-carbono. El MnO también se utiliza como pigmento y como precursor de otros compuestos de manganeso, como el KMnO. Se utiliza como reactivo en síntesis orgánica, por ejemplo en la oxidación de alcoholes alílicos. El MnO en el polimorfo α puede incorporar una variedad de átomos (así como moléculas de agua) en los "túneles" o "canales" entre los octaedros de óxido de manganeso. Un uso útil del dióxido de manganeso es como oxidante en síntesis orgánica. La eficacia del reactivo depende del método de preparación, un problema que es típico de otros reactivos heterogéneos donde el área de superficie, entre otras variables, es un factor significativo. El mineral pirolusita es un mal reactivo. Sin embargo, normalmente el reactivo se genera in situ mediante el tratamiento de una solución acuosa de KMnO con una sal de Mn (II), normalmente sulfato. Óxidos de alcoholes alílicos a aldehídos o cetonas y su evolución reactiva puede seguir en estudios cinematográficos. La reacción de LBB con sólidos de Mn oxidados puede producirse a través de una reacción de transferencia de átomos de hidrógeno (HAT), que es un proceso de transferencia de electrones, pero es desfavorable con sólidos de Fe oxidados. La termodinámica HAT es igualmente favorable para los nitritos con LBB y MnO2 con amoníaco (NH3). Las reacciones son desfavorables para NH4+ y sulfuro con sólidos oxidados de Fe y Mn, y NH3 con sólidos oxidados de Fe. En estudios de laboratorio y en ambientes acuáticos, la reducción de óxidos de manganeso conduce a la formación de complejos de ligando Mn (III) [Mn (III) L] en concentraciones que son importantes incluso cuando reaccionan reductores de dos electrones.Los principales agentes de reacción son sulfuro de hidrógeno, Fe (II) y ligandos orgánicos, incluido el sideróforo desferioxamina-B. Presentamos estos reductores con MnO2 (λmax ~ 370 nm) de soluciones coloidales en los datos de laboratorio actuales. En las aguas marinas, no se ha detectado ninguna forma coloidal de óxidos de Mn (<0,2 µm) porque el Mn de los óxidos queda atrapado cuantitativamente en filtros de 0,2 µm. Por tanto, la reactividad de los óxidos de Mn con los de los agentes disolventes depende de las reacciones superficiales y de los posibles defectos superficiales. En el caso del MnO2, el Mn (IV) es una coordinación octaédrica en un catión inerte; por tanto, es probable que un proceso de esfera interna entre en la banda de conducción vacía por ejemplo de sus orbitales. Utilizando la teoría de órbitas moleculares límite y la teoría de bandas, discutimos aspectos de estas reacciones superficiales y los posibles defectos superficiales que favorecen al azufre de hidrógeno y otros reductores. En el caso del MnO2, el Mn (IV) es una coordinación octaédrica en un catión inerte; por tanto, es probable que un proceso de esfera interna entre en la banda de conducción vacía por ejemplo de sus orbitales. Utilizando la teoría de órbitas moleculares límite y la teoría de bandas, el azufre de hidrógeno y otros reductores que pueden favorecer estas reacciones superficiales y posibles defectos superficiales. En el caso de MnO2, Mn (IV) es una coordinación octaédrica en un catión inerte; por lo tanto, es probable que un proceso de esfera interna ingrese a la banda de conducción vacía e * g de sus orbitales. Utilizando la teoría de órbitas moleculares límite y la teoría de bandas, discutimos aspectos de estas reacciones superficiales y posibles defectos superficiales que favorecen al azufre de hidrógeno y otros reductores. El manganeso es un metal importante utilizado en la industria del acero. Es un elemento de aleación en el acero abundante. Además, se utiliza como desoxidante en la producción de acero. En la industria del acero, el metal manganeso se utiliza como un producto intermedio del ferromanganeso. El ferromanganeso es la reducción más beneficiosa producida del manganeso oxidado. La reducción toma la forma de una reducción metalotérmica o una reducción carbotérmica. En la práctica, la reducción metalográfica se lleva a cabo con silicio o aluminio que forma óxidos más estables que el magnesio. La reducción carbotérmica significa reducción con carbono. Todas las reacciones de reducción son altamente endotérmicas y se requiere una gran cantidad de energía térmica para llevar a cabo estas reacciones. Las formas más abundantes de óxidos de manganeso son MnO2, Mn2O3, Mn3O4 y MnO. Estos compuestos se disocian al calentarlos. La reducción de óxidos de manganeso se prevé en dos etapas. El primer paso es la reducción de óxidos ricos en oxígeno a MnO y el segundo es la reducción de Mn a manganeso metálico.La reducción con la transformación de MnO2 en Mn2O3 y Mn2O3 en Mn3O4 a temperaturas superiores a 450 °C, luego estas dos fases se reducen ya sea por carbono o por monóxido de carbono en el sistema Mn-CO. La relación P_CO / P _ ([CO] _2) a 1430 °C es 7400. Dado que la reducción de MnO con MnO es solo 7400. La reducción, si la hay, del monóxido de carbono solo se puede obtener. El carbono, a temperaturas superiores a 1430 °C y una presión de monóxido de carbono extremadamente alta, permite la reducción de MnO con p-monoxilo en muchas aplicaciones industriales. Por esta razón,Se produce la reducción de MnO con carbono sólido o carburo de hierro. Además, también se forman carburos de manganeso durante la reducción carbotérmica de óxidos de manganeso. La temperatura necesaria para la formación de carburo de manganeso (1280 °C) es inferior a la del manganeso metálico (1430 °C). Por lo tanto, la formación de manganeso metálico es inevitable.