Марганец

Принадлежит побочной подгруппе седьмой группы периодической системы. Атомный номер 25, атомная масса 54,9380±1. В силу своих физико-химических свойств марганец (Mn) относится, как и железо, к переходным 3d-элементам. Обладает переменной валентностью, но меньшей, чем железо, способностью к комплексообразованию.

Это один из наиболее распространенных микроэлементов в литосфере. Среднее содержание марганца в земной коре 1000 мг/кг, в горных породах 350-2000 мг/кг, он превалирует в основных почвообразующих породах. В почвах встречается в виде различных солей, оксидов, гидроксидов и комплексных ионов. Оксиды в основном представлены аморфными соединениями, но в некоторых почвах идентифицированы и кристаллические разновидности. Из последних наиболее устойчивы пиролюзит (β-MnO2), манганит (ɣ-МnООН) и гаусманит (Mn3O4). Марганец образует ряд минералов, в которых обычно находится в степени окисленности Мn (II), Мn (III) и Мn(IV). В породообразующих силикатных минералах более распространено состояние Мn (II). Геохимия марганца сложна и в значительной степени определяется значениями pH и Eh среды (рис. 2.2). В аэробных условиях при значениях pH, близких к нейтральным, соединения марганца характеризуются низкой растворимостью. Снижение растворимости марганцевых соединений в щелочной среде обусловлено образованием гидроксидов. В кислом и нейтральном почвенных растворах меньшей, чем гидроксиды, растворимостью характеризуется гидрофосфат марганца, образование которого контролирует подвижность этого металла в указанных условиях. Направленность окислительно-восстановительных реакций с участием соединений марганца зависит от деятельности микроорганизмов. Из микроорганизмов, участвующих в окислении и аккумуляции марганца, наиболее изучен Metallogenium.


Рис. 2.2. Растворимость соединений марганца в почвах при различных значений рН [по: Кабата-Пендиас, Пендиас,1989].
1 — в почве в целом (0,01 моль/л CaCl2), 2 — в почве из ризосферы (0,01 моль/л CaCl2), 3 — в растворе цитрата (0,01 моль/л), 4 — в корневых экссудатах после 72 ч выделения.

Марганец образует соединения с гуминовыми веществами почв. Повышенной миграционной способностью и доступностью для растений отличаются соединения марганца с фульвокислотами. Основными геохимическими барьерами на пути миграции марганца в почвах выступают щелочная реакция среды, карбонаты, повышенное содержание гумуса.

Больше всего подвижных форм марганца (экстракция 0,1 н. раствором H2S04) находится в дерново-подзолистых почвах (50-150 мг/кг). В черноземах количество подвижного марганца колеблется в пределах 1-75 мг/кг, в сероземах 1,5-125, в каштановых и бурых 1,5-75 мг/кг. Наименьшее содержание подвижных форм марганца отмечено в карбонатных и перегнойно-карбонатных почвах.

Поделиться:

Дополнительные материалы по теме: