Mangan | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Utseende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
sølvaktig, metallisk | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spektral linje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Generelt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Navn, symbol, atomnummer | mangan, Mn, 25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie | blokkmetaller d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe , punktum , blokk | 7 , 4 , | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tetthet | 7470 kg / m³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hardhet | 6.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfigurasjon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spektroskopisk begrep | 6 S 5/2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomvekt | 54.938049 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (kalkulert) | 140 (161) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius | 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfigurasjon | [ Ar ] 3d 5 4s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
og - etter energinivå | 2, 8, 13, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksydasjonstilstander | 7, 6, 4, 2 , 3 (sterk syre) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallinsk struktur | kroppssentrert kubikk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fysiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Når det gjelder | solid ( vanligvis ikke-magnetisk ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonspunkt | 1 517 K (1 244 °C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kokepunkt | 2 235 K (1 962 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar volum | 7,35 × 10 −6 m³ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpi av fordampning | 226 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonsvarme | 12,05 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Damptrykk | 121 Pa ved 1 517 K. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lydens hastighet | 5 150 m/s ved 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Andre eiendommer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS-nummer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet | 1,55 ( Pauling-skala ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spesifikk varme | 480 J / (kg K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrisk ledningsevne | 0,695 × 10 6 / (m Ω ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termisk ledningsevne | 7,82 W / (m K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energi fra første ionisering | 717,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Andre ioniseringsenergi | 1 509 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tredje ioniseringsenergi | 3 248 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energi av fjerde ionisering | 4 940 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Femte ioniseringsenergi | 6 990 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energi til den sjette ioniseringen | 9 220 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energi av den syvende ionisering | 11 500 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mer stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
iso: isotop NA: overflod i naturen TD: halveringstid DM: forfallsmodus DE: forfallsenergi i MeV DP: forfallsprodukt |
Mangan er et metall , det er det kjemiske grunnstoffet i det periodiske system som har symbolet Mn og atomnummer 25. Det er det første elementet i gruppe 7 i det periodiske systemet , som er en del av blokk d . Det er et skinnende, sølvgrå overgangsmetall , som ligner på jern , men er imidlertid veldig hardt og sprøtt, [1] som ligner krom i dette .
Mangan er et gråhvitt metall som ligner på jern . den er hard og veldig sprø, den kan bare smeltes med vanskeligheter og den oksiderer veldig lett. Metallisk mangan blir ferromagnetisk først etter en spesifikk behandling.
De vanligste oksidasjonstilstandene til mangan er +2, +3, +4, +6 og +7, selv om det har blitt observert i alle oksidasjonstilstander fra +1 til +7. Mn 2+ ion konkurrerer ofte med Mg 2+ i biologiske systemer, og manganforbindelser hvor mangan har en oksidasjonstilstand på +7 er kraftige oksidanter .
Mangan er essensielt for produksjonen av jern og stål på grunn av dets avsvovlings-, deoksygenererende og bindende egenskaper.
Mangan har ingen egnede erstatninger for hovedapplikasjonene.
I organisk kjemi brukes den også som katalysator i reaksjoner som Jacobsens epoksidasjon .
Mangan har blitt brukt siden forhistorisk tid : mangandioksidpigmenter er funnet i hulemalerier fra 17 000 år siden. Egypterne og romerne brukte manganforbindelser i fremstillingen av glass, for å gjøre det fargeløst eller for å farge det lilla; jernmalmen som spartanerne brukte til å lage våpnene sine inneholdt en viss mengde mangan, som ble konsentrert under smelting og skapte en jern-mangan-legering som ga spartanske våpen deres legendariske hardhet.
På 1600-tallet produserte den tyske kjemikeren Johann Rudolph Glauber først permanganat , et nyttig kjemisk reagens, selv om noen tror det faktisk ble oppdaget av Ignatius Kaim i 1770. På midten av 1700-tallet ble mangandioksid allerede brukt til klorproduksjon ; den svenske kjemikeren Scheele var den første som forsto at mangan var et kjemisk grunnstoff, som ble isolert i ren form av hans kollega Johan Gottlieb Gahn i 1774 ved å redusere dioksidet med karbon . På begynnelsen av 1800-tallet begynte patenter innen kjemi å bli anerkjent, og forskere begynte å eksperimentere med effekten av mangan i sammensetningen av stål. I 1816 ble det funnet at tilsetning av mangan til jern gjorde det vanskeligere uten å redusere motstandskraften .
Mangan er et oligonutrient for alle former for liv.
Mange klasser av enzymer inneholder ett eller flere manganatomer som kofaktorer : oksidoreduktaser, transferaser, hydrolaser, lyaser, isomeraser, ligaser, lektiner og integriner. De mest kjente polypeptidene som inneholder mangan er arginase , superoksiddismutase og difteritoksin .
Forekomster av mangan er hyppige på jordskorpen , men uregelmessig fordelt; de i USA er ganske fattige og gruvedrift er veldig dyrt. Ukraina og Sør- Afrika eier sammen mer enn 80 % av alle manganforekomster på jorden: andre manganprodusenter er Kina , Burkina Faso , Ghana , Mexico og Australia .
Store mengder mangan er tilstede på havbunnen i form av manganknuter ; På 1960- og 1970-tallet ble det undersøkt noen måter å samle mangan fra havbunnen på, men uten hell. Forskning på emnet ble forlatt på slutten av 1970-tallet.
Store manganprodusenter i 2019 [2] | ||
---|---|---|
Stilling | Landsby | Produksjon (millioner tonn) |
1 | Sør-Afrika | 5,80 |
2 | Australia | 3.18 |
3 | Gabon | 2,51 |
4 | Brasil | 1,74 |
5 | Ghana | 1,55 |
6 | Kina | 1,33 |
7 | India | 0,80 |
8 | Ukraina | 0,50 |
9 | Elfenbenskysten | 0,48 |
10 | Burma | 0,43 |
Kaliumpermanganat er et reagens som vanligvis brukes i laboratoriet som oksidant og i medisin og veterinærmedisin for ekstern bruk, for eksempel ved behandling av visse fiskesykdommer.
Mangandioksid brukes i eldre typer tørrcellebatterier, for å misfarge jernforurenset glass eller for å farge det lilla; den samme forbindelsen er ansvarlig for den lilla fargen til ametysten . Den samme forbindelsen brukes i industriell produksjon av klor og oksygen og til maling.
I naturen består mangan av bare en stabil isotop , 55 Mn. 18 forskjellige radioisotoper av mangan har blitt syntetisert : de mest stabile er 53 Mn med en halveringstid på 3,7 millioner år, 54 Mn med 312,3 dager og 52 Mn med 5591 dager. Alle andre er høyradioaktive med halveringstider på mindre enn tre timer, og ofte mindre enn ett minutt. Mangan har også tre metastabile tilstander .
Mangan er en del av jerngruppen , som antas å bli syntetisert i gigantiske stjerner kort tid før supernovaeksplosjoner . Mangan-53 forfaller til 53 Cr ; på grunn av sin relativt korte halveringstid er den naturlige radionukliden 53 Mn utdødd på jorden. Manganisotoper er normalt blandet med kromisotoper og har anvendelser i geologi : isotopforholdet Mn-Cr bekrefter bevisene gitt av forholdet 26 Al og 107 Pd angående solsystemets tidligste historie . Variasjoner i 53 Cr / 52 Cr og Mn / Cr-forhold i mange meteoritter antyder at Mn-Cr isotopsystemet er et resultat av in-situ forfall på 53 Mn i differensierte planetlegemer. Derfor gir 53 Mn ytterligere bevis på de nukleosyntetiske prosessene umiddelbart etter kondensasjonen av solsystemet .
Manganisotoper varierer i massetall fra 46 ( 46 Mn) til 65 ( 65 Mn). Hovedforfallsmodusen før den stabile isotopen ( 55 Mn) er elektronfangst og hovedmodusen etter den er betaforfall .
Ren mangan er giftig. Eksponering for manganstøv/røyk bør ikke overskride maksimalverdien på henholdsvis 5 mg/m³/1 mg/m³ OSHA PEL ( Tillatt eksponeringsgrense ) 8-timers TWA ( tidsvektet gjennomsnitt ), på grunn av deres toksisitet.
Syreløsninger av permanganat oksiderer alt organisk materiale de kommer i kontakt med: denne reaksjonen genererer nok varme til å antenne noen organiske stoffer.
En kronisk rus over flere år fra manganisme (manganisme) er karakterisert ved de typiske symptomene på parkinsonisme , dvs. økt muskeltonus, skjelving , postural ustabilitet, hypoamimi. Det er faktisk en sekundær form for Parkinsons syndrom. Dette er grunnen til at mangan er oppført på OSHA-listen over farlige stoffer.