Марганец сернокислый: получение, физические и химические свойства, применение, техника безопасности

Сульфат марганца (II) или марганец сернокислый — это неорганическая соль серной кислоты и марганца, который имеет степень окисления 2+. Также ее иногда называют марганцевым купоросом. Химическая формула сернокислого марганца - MnSO₄. В природе он встречается в виде кристаллогидратов в некоторых минералах: смикит (моногидрат), илезит (тетрагидрат), джококуит (пентагидрат), маллардит (гептагидрат).

Получение

Получают эту соль путем растворения оксида марганца (II) или карбоната марганца в серной кислоте.

MnO + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₂O

MnCO₃ + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₂O + CO₂

Окись марганца — это довольно распространенное сырье, поэтому почти весь сульфат марганца получают именно этим способом.

Он может быть получен выщелачиванием восстановленной руды сульфатом аммония. Также он является побочным продуктом обработки марганцевых карбонатных руд.

Физические свойства

Марганец сернокислый — это бесцветный кристаллический порошок. Его растворы имеют слегка розовый оттенок, из-за образования аквакомплекса с марганцем [Mn(Н₂O)₆]²⁺. Легко растворим в воде, очень незначительно в спиртах и этиленгликоле. Максимум растворимости достигается при 25 °C. Температура плавления - 700 °C, при 850 °C разлагается на оксиды серы и марганца. Плотность кристаллов при 20 °C — 3,25 г/см³. Является парамагнетиком, т.е. намагничивается во внешнем магнитном поле.

Может поглощать воду, образуя кристаллогидраты с 1,4,5 или 7 молекулами воды. Эти кристаллогидраты имеют розовый цвет и немного отличающиеся от безводного сульфата марганца физические свойства. Каждый из них имеет свой интервал температуры, в котором он будет наиболее устойчив: моногидрат — только выше 200 °C, тетрагидрат — при 30-40 °C, пентагидрат — 9-25 °C, гептагидрат — только ниже 9 °C. Почти все эти кристаллогидраты выветриваются на воздухе (теряют воду и разрушаются), кроме тетрагидрата.

Химические свойства

Так как марганец в данной соли имеет низшую степень окисления (+2), то эта соль может являться восстановителем и взаимодействовать с сильными окислителями:

2MnSO₄ + 8HNO₃ + 5PbO₂ = 2HMnO₄ + 4Pb(NO₃)₂ + Pb(HSO₄)₂ + 2H₂O

Взаимодействует со щелочами, с выпадением осадка:

MnSO₄ + 2KOH = Mn(OH)₂↓ + K₂SO₄

Путем электролиза раствора марганца сернокислого можно получать металлический марганец:

2MnSO₄ + 2H₂O = 2Mn↓ + O₂ + 2H₂SO₄

Применение

В химическом производстве данная соль применяется для получения чистого марганца и других его соединений. Также он используется как аналитический реагент. В пищевой промышленности и фармацевтике является биологически активной добавкой (как для людей, так и для животных). Также является катализатором в органическом синтезе. Подробные технические данные по этому веществу имеются в различных ГОСТах. Сернокислый марганец используется в текстильной промышленности как компонент красителей для тканей и фарфора.

Основное же применение марганца сернокислого - удобрения. Марганец и сера — это важные элементы для роста растений, а в данном соединение они находятся в очень доступной для них форме, ведь сульфат марганца хорошо растворим в воде.

Подробнее про использование удобрения

Данное удобрение может применяется почти для всех растений и на любых почвах. Песчаные и лесные почвы обязательно нуждаются в использовании данного удобрения. Аккуратно стоит повышать концентрацию марганца на черноземах, чтобы не допустить переизбытка данного элемента. Это может привести к интоксикации растений и появлению пятен по краям листьев. Но стоит учитывать то, что кислотность почвы влияет на скорость растворения соли: в кислых почвах сульфат марганца медленнее растворяется, а значит медленнее усваивается растениями. Поэтому перед применением удобрения желательно раскислить почву с помощью известняков.

Марганцевый купорос качественно и количественно повышает урожайность культур, так как марганец способствует увеличению содержание хлорофилла в растениях. При его недостатке возникает хлороз, фузариоз, бурая пятнистость и бурая ржавчина: молодые листья становятся слишком мелкими и на них появляются пятна, а старые — бледные и желтые между жилками. Такие листья быстро отмирают, из-за чего растения задерживаются в росте и цветении. Некоторые культуры вообще перестают плодоносить.

Обычно сернокислый марганец вносится совместно с азотными, фосфорными и калийными удобрениями. Он увеличивает у растений способность поглощать другие основные элементы питания: калий, азот и фосфор. Также благодаря нему увеличивается содержание сахаров в культурах. Особенно это касается корнеплодов, ягод и овощей. Соки, которые получаются из таких плодов имеют пониженную кислотность. Все это положительно влияет на сроки хранения плодов.

Данное удобрение имеет еще одно полезное свойство: оно не вымывается осадками, тем самым оставаясь в почве длительное время. Это делает действие удобрения пролонгированным. При использовании в тепличных условиях рекомендуется вносить удобрение в виде раствора с концентрацией не выше 0,2%. Поливать удобренные растения лучше всего водой с температурой 20-25 °C, так как соль лучше всего растворяется именно в этом интервале.

Техника безопасности

Сернокислый марганец – токсичное вещество. Причем как безводный, так и его кристаллогидраты. При попадании внутрь организма вызывает тяжелые отравления, из-за которых может серьезно пострадать нервная и пищеварительная системы, а также головной мозг. При попадании на кожу появляются дерматиты и экземы, которые очень сложно поддаются лечению.

При работе с этим веществом необходимо закрывать открытые участки кожи, обязательно носить резиновые перчатки и респиратор. Помещение должно хорошо проветриваться или иметь систему вентиляции, а также постоянно проверяться на предельно допустимую концентрацию марганца в воздухе. Хранится сульфат марганца должен только в герметичной упаковке.