Один из основных минералов марганца — пиролюзит — был известен с древности как «чёрная магнезия» и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью магнитного железняка, а тот факт, что он не притягивается магнитом, Плиний Старший объяснял «женским полом» чёрной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле доказал опытным путём, что в пиролюзите содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику Юхану Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» (русск.марганец происходит от нем.Manganerz — марганцевая руда).
Марганец в определениях и коротких цитатах[править]
Марганец, на стеклянных заводах примешивают его к расплавленному стеклу для отъятия у него зелени или сини...[1]
— Василий Зуев, из учебника «Начертание естественной истории», 1785
Повидимому, марганец все же на легких отражается, хотя немец заявил, что это происходит от легкой простуживаемости рабочих...[2]
Весьма показательно, что двухвалентный марганец в главной своей массе входит в состав минералов в виде изоморфной примеси к двухвалентным железу и кальцию, но зато четырехвалентный марганец всегда образует явно индивидуализированные соединения.[4]
Марганец и ещё два элемента ― хром и цирконий ― вводятся в небольших количествах почти во все алюминиевые сплавы. Они очень сильно влияют на структуру и свойства металла. Из сплава алюминия с марганцем изготовляли первые авиационные бензобаки.[6]
Ган <...> скатывал из пиролюзита шарики, добавляя к руде масло, и сильно нагревал их в тигле, выложенном древесным углем. Получались металлические шарики, весившие втрое меньше, чем шарики из руды. Это и был марганец.[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
В России до 1807 года марганцем называли пиролюзит, а позже, по предложению А.И. Шерера, так стали называть металл, полученный из пиролюзита. Сам же минерал стал «черным марганцем»...[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
В чистом виде марганец в природе не встречается. В рудах он присутствует в виде окислов, гидроокисей и карбонатов.[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
Цвет спессартина обычно кроваво-красный или коричневато-красный, но может быть также жёлтым или оранжево-коричневым. Он зависит, по-видимому, от содержания марганца и изменяется под воздействием солнечного света.[9]:344
— Герберт Смит, «Драгоценные камни», 1971
Советские учёные <...> освоили промышленный выпуск единственного среди самоцветов густо-фиолетового камня ― аметиста. Такая окраска наблюдается ещё только у раствора марганцовки, поэтому долгое время считали, что аметист содержит примесь марганца.[10]
...алабандиновые руды Высогорного месторождения были отнесены к промышленным и комплексным по составу... <...> Разработанная технология его извлечения позволила получить металлический марганец с чистотой 99.99 % .[11]:31
— Александр Кокин и др., «Алабандин Якутии — новый минеральный тип промышленного оруденения марганца», 2011
...химической первопричиной образования алабандиновых руд являются близкие по свойствам переходные металлы — марганец и железо...[11]:32
— Александр Кокин и др., «Алабандин Якутии — новый минеральный тип промышленного оруденения марганца», 2011
...марганец в природе проявляет более сильные оксифильные свойства, концентрируясь преимущественно в форме кислородных соединений, и лишь изредка образует сульфиды, в основном как примесь в сульфидах железа.[11]:32
— Александр Кокин и др., «Алабандин Якутии — новый минеральный тип промышленного оруденения марганца», 2011
...только в условиях сильного преобладания по концентрации над железом марганец получает возможность массово проявить свои халькофильные свойства <...> алабандиновых жил.[11]:32
— Александр Кокин и др., «Алабандин Якутии — новый минеральный тип промышленного оруденения марганца», 2011
Марганец в научной и научно-популярной литературе[править]
Марганец, на стеклянных заводах примешивают его к расплавленному стеклу для отъятия у него зелени или сини; и сие должно делать известною мерою, иначе стекло выйдет цветнее и нечище.[1]
— Василий Зуев, из учебника «Начертание естественной истории», 1785
Манганитъ, гiацинтовокрасного цвета, всегда охрусталованный, содержащiй много окисленного марганца (35 частей во 100) и наход.<ится> въ Спессарте близъ Ашафенбурга.[12]:46-48
— Михаилъ Беляковъ, «Краткое начертание ориктогнозии: В пользу юношества», 1822
Весьма показательно, что двухвалентный марганец в главной своей массе входит в состав минералов в виде изоморфной примеси к двухвалентным железу и кальцию, но зато четырехвалентный марганец всегда образует явно индивидуализированные соединения. Этим же объясняется, что такие элементы, как рубидий, скандий, галлий, гафний, индий, рений и др., обладающие низкими атомными кларками, в природе совершенно не образуют самостоятельных минералов, а находятся в рассеянном состоянии, присутствуя в виде изоморфной примеси к другим элементам.[4]
Марганец и железо — соседи не только по таблице Менделеева: в марганцевых рудах всегда присутствует железо. А вот в железных рудах марганец (в достаточном количестве), к сожалению, есть не всегда. К сожалению — потому, что элемент № 25 — один из важнейших легирующих металлов.[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
Марганец, как известно, немагнитен. Однако в 1903 году немецкий физик О. Гейслер обнаружил интересную закономерность: сплав немагнитного марганца с немагнитными медью и оловом обладает ферромагнитными свойствами. Исследования показали, что наибольшие магнитные свойства наблюдаются при составе сплава Cu2MnSn. Выяснилось также, что олово в сплаве можно заменить алюминием, мышьяком, сурьмой, бором или висмутом. Магнетизм при этом сохраняется.[13]
Название «спессартин» употребляется для обозначения марганцевого алюмосиликата с формулой Mn3Al2(SiO4)3, но почти во всех спессартинах часть марганца замещена двухвалентным железом, а часть алюминия — трехвалентным железом.[9]:344
— Герберт Смит, «Драгоценные камни», 1971
Цинкит является красным окислом цинка ZnO, но обычно в нём присутствуют небольшие количества окиси марганца MnO. Как правило, он встречается в виде листоватых масс и неправильных зёрен; кристаллы исключительно редки. Цвет цинкита густой красный или иногда оранжево-жёлтый и, без сомнения, связан с присутствием марганца.[9]:432
— Герберт Смит, «Драгоценные камни», 1971
Учёные не сразу поняли, как входит иттрий в состав спессартина. Действительно, вместо марганца его поставить нельзя, потому что остается лишняя валентность. А других кубов Томсона в спессартине нет — только алюминиевые октаэдры и кремниевые тетраэдры. Однако природа и тут извернулась. Размеры иона алюминия позволяют ему входить не только в октаэдр, но и в тетраэдр. Поэтому в спессартине возможно двойное замещение: часть марганца подменяется иттрием, а часть кремния — алюминием. Не остаётся в этом случае и лишних валентностей.[14]:61
В некоторых случаях преобразования хромшпинелидов в родингитах носят иной характер: магнезиохромит и хромит замещаются тонко- и мелкозернистыми агрегатами высокожелезистого хромита, обогащенного Mn и Zn <...>, и хромсодержащего хлорита. Необходимо отметить, что новообразованные хромиты содержат больше хрома, нежели исходные магматогенные хромшпинелиды. Характерной особенностью хромитов из родингитовых пород является повышенное содержание цинка (до 6 мас.% ZnO) и марганца (до 5 мас. % MnO). Источником цинка и марганца, по всей видимости, служили породы исходного субстрата (габброиды, диориты), в которых нередко присутствуют вкрапленность и прожилки сфалерита...[15]
— Андрей Антонов, «Минералогия родингитов Баженовского гипербазитового массива», 2003
...химической первопричиной образования алабандиновых руд являются близкие по свойствам переходные металлы — марганец и железо, расположенные в верхнем полупериоде четвёртого периода Периодической системы. Это наделяет упомянутые элементы способностью к формированию принципиально разных по составу минералов и руд в различных геологических условиях и средах. Известно, что марганец в природе проявляет более сильные оксифильные свойства, концентрируясь преимущественно в форме кислородных соединений, и лишь изредка образует сульфиды, в основном как примесь в сульфидах железа. Железо, в отличие от марганца, концентрируется в рудах, как в оксидных, так и сульфидных формах, но при этом весьма контрастно. То есть марганец и железо как переходные элементы проявляют, хотя и в разной степени, но схожим образом, сродство к разным окислителям — кислороду и сере. Однако в силу значительно большего сродства к сере именно железо, как правило сильно преобладающее по концентрации, образует сульфиды, в которых марганец лишь рассеивается, почти не образуя собственных сульфидных минералов. И только в условиях сильного преобладания по концентрации над железом марганец получает возможность массово проявить свои халькофильные свойства. Вот так и образовалось Высокогорное месторождение, на котором значительные содержания сульфидов железа обнаружились только на выклиниваниях алабандиновых жил.[11]:32
— Александр Кокин и др., «Алабандин Якутии — новый минеральный тип промышленного оруденения марганца», 2011
Аллотропию обнаруживают все элементы, меняющие валентность при изменении температуры, например, железо, марганец, никель, олово и др. Каждое аллотропическое превращение происходит при определённой температуре. <...>
Температура, соответствующая какому-либо превравращению в металле, называется критической точкой.[16]
— Шамиль Валитов и др., «Современные системные технологии в отраслях экономики», 2015
Марганец в публицистике и документальной литературе[править]
Электронная формула марганца
Прибавлением к стали никеля, хрома, марганца, а в последние годы ванадия, вольфрама, молибдена ― удалось достигнуть поразительного улучшения во всех её свойствах.[17]
— Сергей Бутурлин, «Дробовое ружье и стрельба из него», 1926
Ровно половина запасов железных руд всего мира скрыта в недрах нашей земли и три четверти мировых запасов марганца...[3]
Марганец в природе встречается преимущественно в виде черной или черно-бурой руды-пиролюзита, псиломелана или браунита, которые осаждаются из морской воды и потому обычно переслаиваются с известняками и мергелями-холодными осадками неглубоких морей.[3]
Принципиально новые сплавы появляются тогда, когда открываются новые фазы-упрочнители. Во всем мире исследователи усиленно ищут новые фазы, способные вызвать значительное упрочнение сплавов, повышение их коррозионной стойкости или других важных характеристик. До настоящего времени их найдено не так много. Марганец и еще два элемента ― хром и цирконий ― вводятся в небольших количествах почти во все алюминиевые сплавы. Они очень сильно влияют на структуру и свойства металла. Из сплава алюминия с марганцем изготовляли первые авиационные бензобаки. Сплавы алюминия с марганцем и магнием не упрочняются термической обработкой (не дают эффекта старения); однако они обладают высокой коррозионной стойкостью, очень хорошо свариваются плавлением (в аргоновой среде).[6]
Искали его <следы> в рудах и минералах, преимущественно марганцевых. Менделеев, оставляя в таблице пустую клетку для этого элемента, называл его экамарганцем. Впрочем, первые претенденты на эту клетку появились еще до открытия периодического закона. В 1846 году из минерала ильменита был якобы выделен аналог марганца ― ильмений. После того как ильмений «закрыли», появились новые кандидаты: дэвий, люций, ниппоний. Но и они оказались «лжеэлементами».[7]
Марганец был открыт в 1774 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле (1742-1786). Этот ученый за свою относительно короткую жизнь успел сделать очень многое. Он открыл хлор, кислород, молибден и вольфрам, доказал, что графит — один из видов элементарного углерода, получил краску, которая и сейчас называется «зелень Шееле», арсин (AsH3), глицерин, мочевую и синильную кислоты. Правда, ни марганец, ни молибден, ни вольфрам Шееле не выделил в чистом виде; он только указал, что в исследованных им минералах содержатся эти новые элементы. Элемент № 25 был обнаружен в пиролюзите MnO2 — минерале, известном еще Плинию Старшему. Плиний считал его разновидностью магнитного железняка, хотя пиролюзит не притягивается магнитом.[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
Ган, впоследствии профессор, выдающийся химик своего времени, скатывал из пиролюзита шарики, добавляя к руде масло, и сильно нагревал их в тигле, выложенном древесным углем. Получались металлические шарики, весившие втрое меньше, чем шарики из руды. Это и был марганец. Новый металл называли сначала magnesia, но в то время уже была известна белая магнезия ― окись магния. Поэтому металл переименовали в magnesium ― это название и было принято Французской комиссией по номенклатуре в 1787 году. Но спустя двадцать лет, в 1808 году, Г. Дэви выделил магний ― элемент белой магнезии, которому название magnesium подходило больше. Во избежание путаницы марганец стали называть manganium, производя это слово от греческого названия пиролюзита.[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
В чистом виде марганец в природе не встречается. В рудах он присутствует в виде окислов, гидроокисей и карбонатов. Основной минерал, содержащий марганец, — это все тот же пиролюзит MnO2 — относительно мягкий темно-серый минерал. В нем 63,2% марганца.[8]
— Алексей Гусовский, «Марганец», 1970
Советские ученые разгадали еще один секрет природы и освоили промышленный выпуск единственного среди самоцветов густо-фиолетового камня ― аметиста. Такая окраска наблюдается еще только у раствора марганцовки, поэтому долгое время считали, что аметист содержит примесь марганца. Оказывается, всё гораздо сложнее. Аметист выращивают, как и горный хрусталь, но в раствор добавляют некоторые примеси. Затем кристаллы облучают в реакторе и снова нагревают в специальных печах. Даже опытный ювелир не отличит природный аметист от искусственного.[10]
Самым первым потребителем металлического циркония была чёрная металлургия. Цирконий оказался хорошим раскислителем. По раскисляющему действию он превосходит даже марганец и титан.[18]
— Популярная библиотека химических элементов. Том 1. Водород-Палладий, 1977
Марганец в мемуарах, письмах и дневниковой прозе[править]
Гребец на моей лодке — старый крестьянин, рассказывает, что всю жизнь провел в занятии рыболовством по Какве, и указывает место, где, по словам его отца, в прежнее время добывали марганцевую руду. Останавливаемся и находим, действительно, следы копания, а инженер Фигнер поднимает несколько покрытых мхом камней, которые оказываются содержащими марганец.[19]
— Скучать у насъ будете.
— Отчего такъ?
— Да такое у насъ мѣсто: марганецъ, марганецъ, и кромѣ него ничего, грязь... развлеченій никакихъ. Да вотъ, поживёте, увидите.[20]
— Александр Спасо-Кукоцкий, «Марганцовое царство», 1902
Узкоколейка все время вьется зигзагами по живописному ущелью речки Квирилы, черной от марганца: вообще чернота — основное впечатление от этого района, и чернота особенная, не органическая, а химическая, но не неприятная. <...>
От сухоядения рабочие легко простуживаются, часто схватывают воспаление легких и умирают. Воспаление лёгких дает 99% смертных случаев, они не выносят. Повидимому, марганец все же на легких отражается, хотя немец заявил, что это происходит от легкой простуживаемости рабочих, несопротивляемости организма, привычке держать голову в тепле, а ноги в холоде.[2]
Дрожит деревянное здание дробилки, мощные щёки из марганцовистой стали сжимают в своих неумолимых тисках серую, невзрачную руду. Грязный водный поток увлекает растёртую руду по желобам на большие столы...[3]
Я читаю под кормой имя города, хозяина парохода: «Ленинград», и мне делается понятной и загадочная мука и её пути. Это апатит, химически претворенный в ценное удобрение на ленинградских заводах, это апатит ― камень плодородия, камень великой кировской земли, камень фосфора, без которого нет ни жизни, ни мысли. И он пришел сюда из жерл хибинских вулканов, вынесенный горячими парами и расплавами из глубин земли и ее магм, он пришел сюда после бурных дней своего рождения, пришел для мирного труда. Скоро развеется и рассеется белая мука апатита по полям и садам новой Колхиды, давая жизнь и силу ростку, наполняя сахаристым соком цитрусы, выгоняя зеленые листики чайного куста.
Так скрещиваются в Потийском порту пути марганца и фосфора, пути двух различных атомов природы.[3]
Фома не знал, что покрывает эти черные скалы. Это так называемый «лак пустыни», который состоит из железа и марганца и покрывает очень тонким, в доли миллиметра, но прочным слоем, который нельзя отбить от камня, поверхность многих горных пород в пустынях. Но он не везде одинаковый, на мелкозернистых темно-зеленых, серых, бурых породах он черный, сильно блестящий, на розовом граните он представляет только бурую пленочку, слабо блестящую, а на белом кварце — желто-бурую пленку, также блестящую. Образование лака еще не разъяснено точно: полагают, что влага в виде росы, дождя, снега, проникая в глубь камня, извлекает из него растворимые соли железа и марганца и отлагает их на его поверхности, образуя эту тонкую корочку, а пыль, содержащаяся в воздухе пустынь, полирует ее. Черный лак образуется только на породах, содержащих в себе железо и марганец; на известняках получается только бурая почти не блестящая корочка, но если в известняке имеются прожилки кварца — на них можно видеть буро-черную блестящую корочку, и эти прожилки тогда резко выделяются на светло-буром фоне.[21]
В простом стекле простой песок с примесью железа. Чем меньше железа, тем стекло прозрачнее. Если прибавить золото, оно становится красным. Стекло с марганцем дает аметист, с медью ― жёлтое...[5]
Марганец в беллетристике и художественной прозе[править]
Промышленники снова требуют эмбарго на советский марганец. “Вашингтон. — “Америкэн Манганиз Продюсере Ассошиэйшен” обратилась к конгрессу с требованием эмбарго на советскую марганцевую руду, аргументируя тем, что продажа марганца со стороны Советов есть демпинг, который увеличивает американский кризис”. Обанкротилось шестьсот банков.[22]
Пути древности не наши пути, и многого они достигли, так сказать, обходным движением. Если хотите пример ― бритвы из «черной бронзы», особого сплава с редкими металлами, обладающего твердостью, близкой к вольфрамовой стали, из микенских раскопок, сделанные мастерами три тысячи лет назад. Или поднятый со дна моря, с погибшего корабля, меч из сплава, в составе которого есть ванадий и марганец.[23]
↑ 12B. Кузнецов, Технеций. ― М.: «Химия и жизнь», № 1, 1970 г.
↑ 1234567А. А. Гусовский. «Марганец». — М.: «Химия и жизнь», № 2, 1970 г.
↑ 123Г. Смит. «Драгоценные камни» (перевод с книги: G.F.Herbert Smith «Gemstones». — London, Chapman & Hall, 1972.). — Москва: «Мир», 1984 г.
↑ 12А. М. Портнов, Алмазы на конвейере. ― М.: «Юный натуралист», №2, 1976 г.
↑ 12345Кокин А. В. Рудно-геохимическая зональность эндогенных рудных месторождений как следствие распространённости, периодичности и термодинамических свойств элементов. — Пермь: Вестник Пермского Университета, Вып. 3 (28), 2015 г. — 208 с.
↑Михаил Беляков(1790-1860). Краткое начертание ориктогнозии: В пользу юношества. Издал Михаил Беляков, Московской губернской гимназии старший учитель. — Москва: В Университетской типографии, 1822 г.
↑Борис Горзев. Что вы знаете и чего не знаете о марганце (редакционная колонка). — М.: «Химия и жизнь», № 2, 1970 год
↑С. Ф. Ахметов Искусственные кристаллы граната. — М.: «Наука», 1982. — 98 с.
↑А. А. Антонов. «Минералогия родингитов Баженовского гипербазитового массива». — СПб: СПИФ «Наука» РАН, 2003 г.
↑Валитов Ш. М., Азимов Ю. И., Павлова В. А.. Современные системные технологии в отраслях экономики. — М.: Проспект, 2021 г. — 504 с.
↑С. А. Бутурлин. Дробовое ружье и стрельба из него. — М.: изд-во Всекохотсоюза, 1929 г.
↑Станцо В. В., Черненко М. Б. (под ред. И. В. Петрянова-Соколова). Популярная библиотека химических элементов. В двух книгах. Книга 1. Водород-Палладий. — М.: Наука, 1977 г. — 576 с.
↑А. А. Половцов. Дневник государственного секретаря: в 2 томах. — М.: Центрполиграф, 2005 г.
↑Обручев В. А. «В дебрях Центральной Азии». — Москва: «Государственное издательство географической литературы», 1951 г.
↑Борис Пильняк. Собрание сочинений: В 6-ти томах. Том 5: «О’Кэй. Американский роман». Камни и корни: Романы. Рассказы. — М.: «Терра — Книжный клуб», 2003 г.
Статья в Википедии
Медиафайлы на Викискладе
