13.2 Основные физико-химические свойства марганца

Марганец имеет следующие физико-химические свойства: относительная атомная масса – 54,93; плотность – 7420 кг/м³; температура плавления – 1244^оС; температура кипения – 2150^оС; теплота плавления – 14700 Дж/моль.

Влияние температуры на величину давления насыщенного пара марганца можно описать уравнением

где P_Mn – давление насыщенного пара марганца, Па.

При 1600^оС P_Mn = 3,2 кПа, тогда как давление насыщенного пара железа при этой температуре составляет около 20 Па. Поэтому в испарениях металла марганец всегда присутствует в значительных количествах, хотя его содержание в самом металле во много раз меньше содержания железа. В связи с этим в сталеплавильных процессах иногда приходится учитывать возможность потерь марганца вследствие испарения, например, во время выпуска плавки с высоким содержанием марганца, при вакуумировании, а также при различных способах переплава с использованием вакуума.

Свойства и размеры атомов железа и марганца почти идентичны Атомным радиусы железа и марганца равны соответственно 1,28•10^-8 и 1,31•10^-8 см, радиусы ионов – 0,82•10^-8 и 0,91•10^-8 см. У -Fe и -Mn сходные типы кристаллических решеток и очень близкие их параметры.

По этой причине в жидком железе марганец имеет неограниченную растворимость. Его растворение сопровождается очень малым тепловым эффектом, поэтому раствор марганца в жидком железе с достаточной для практических целей точностью можно считать идеальным.

В твердом -Fe марганец имеет ограниченную растворимость. В -Fe может растворяться более 60% марганца, а при температурах выше 1200^оС в -Fe марганец имеет неограниченную растворимость.

С примесями металла марганец может взаимодействовать с образованием различных химических соединений, наиболее важными из которых являются MnO, MnS и Mn₃C.

13.2 Основные физико-химические свойства марганца