Mangan | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fragmenter af ren mangan (99,9%), raffineret ved elektrolyse, ved siden af en 1 cm³ terning | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Position i det periodiske system | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Mn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Efternavn | Mangan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom nummer | 25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 4 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Blok d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Overgangsmetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfiguration | [ Ar ] 3 d 5 4 s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner efter energiniveau | 2, 8, 13, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomare egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 54,938044 ± 0,000003 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomisk radius (calc) | 140 pm ( 161 pm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius |
139 ± 17:00 ( lav centrifugering ) 161 ± 8 pm ( høj spin ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals-radius | 126 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationstilstand | +7, +6, +4, +2 , +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 1,55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Stærk syre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 7.43402 eV | 2 e : 15,6400 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 33,668 eV | 4 e : 51,2 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 72,4 eV | 6 e : 95,6 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 e : 119,203 eV | 8 e : 194,5 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 e : 221,8 eV | 10 e : 248,3 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 e : 286,0 eV | 12 e : 314,4 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13 e : 343,6 eV | 14 e : 403,0 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 th : 435.163 eV | 16 e : 1134,7 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17 e : 1224 eV | 18 th : 1317 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19 th : 1,437 eV | 20 th : 1.539 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
21 e : 1644 eV | 22. nd : 1788 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
23 e : 1 879,9 eV | 24 e : 8.140,6 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
25 e : 8.571,94 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kropsfysiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Almindelig tilstand | solid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse | 7,21 til 7,44 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystal system | Kubisk centreret | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hårdhed | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farve | Sølvhvid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | 1246 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kogepunkt | 2.061 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionsenergi | 12,05 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fordampningsenergi | 226 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molært volumen | 7,35 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Damptryk | 121 Pa ved 1243,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lydens hastighed | 5150 m · s -1 til 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massiv varme | 480 J · kg -1 · K- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrisk ledningsevne | 0,695 x 106 S · m- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varmeledningsevne | 7,82 W · m- 1 · K- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forskellige | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.277 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EF | 231-105-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pulveriseret tilstand :
Fare H260, P223, P231, P232, P370, P378, P422, H260 : Ved kontakt med vand frigøres brændbare gasser, der kan antændes spontant P223 : Undgå kontakt med vand på grund af risikoen for voldsom reaktion og spontan antændelse. P231 : Håndteres under inaktiv gas. P232 : Beskyt mod fugt. P370 : I tilfælde af brand: P378 : Brug ... til udryddelse. P422 : Gem indhold under ... |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D2A, D2A : Meget giftigt materiale, der forårsager andre toksiske virkninger Kronisk toksicitet: manganisme Oplysning ved 0,1% ifølge klassificeringskriterier |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transportere | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
40 : brandfarligt fast eller selvnedbrydende eller selvopvarmende materiale UN-nummer : 3089 : FLAMMABLE metalpulver, NSA Klasse: 4.1 Etiket: 4.1 : Brandfarlige faste stoffer, selvnedbrydende stoffer og desensibiliserede eksplosive faststoffer Emballage: Packing gruppe II / III : moderat / let farlige materialer. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den mangan er det grundstof af atomnummer 25, symbol Mn. Den enkelte krop er et overgangsmetal .
Mangan er et element i gruppe VII og periode IV , derfor midten af den første serie af såkaldte overgangsmetaller. Mangan gruppe indbefatter for kemikere, mangan, technetium , rhenium og i øvrigt den radioaktive syntetiske transactinide Bohrium . Den elektroniske struktur af mangan atom er [Ar] 4s 2 3d 5 begrunder en maksimal oxidationstrin lig med 7 eller VII. I naturen er tilstand II og III (sidstnævnte stabiliseret som komplekser) de mest almindelige. Mangan, idet 1,55 som en værdi på elektronegativitet af Pauling , er den mest elektropositive element og også den mest udbredte i den syvende sidegruppe, er det meget mere reaktiv end rhenium, såvel som i deres respektive grupper, dvs. sjette og det ottende , krom og jern er wolfram og osmium. Technetium, et af de første elementer produceret af mennesket, findes næsten ikke naturligt.
Mens det enkle metallegeme ikke er magnetisk, viser mangansulfatforbindelse , som farveløse krystaller akkumuleret i hvidt pulver, magnetiske egenskaber.
Relativt rigelig mangan er det fjerde mest almindelige metal i moderne samfund efter jern, aluminium og kobber.
Svensk mineralogi og kemi har afsløret grundstoffet "mangan" i sort magnesia eller "magnesia nigra" på latin, enten mangandioxid eller det naturlige mineral pyrolusit med den kemiske formel MnO 2. Denne mineralforbindelse, der er kendt i antikken, stammer fra den lydiske by Magnesia of Sipyle , der handlede med den.
Kemiker Bergman iværksætter undersøgelser af sort magnesia, hvor han mistænker et ukendt element, hans studerende Carl Wilhelm Scheele er den første kemiker, der erkender, at "mangan" er et enestående kemisk element, der bruger sort magnesia til at generere oxiderende gasser, ilt i 1773 og klor i 1774 , iltgas der naturligvis senere henvises til af Lavoisier. Scheele lod sin kollega, den forberedende kemiker Johan Gottlieb Gahn , isolere det rene enkle manganmetallegeme i 1774 ved at reducere mangandioxiden i en digel med kulstof. Klaproth, der gengiver sit præparat, giver det i 1808 et latinsk navn "magnesium" og tysk das Magnesium ( sic ) på en kortvarig måde, mens Humphrey Davy havde kaldt magnium det nuværende element og det enkle legemagnesium . Den franske kemiker Guyton Morveau endelig giver i sin nomenklatur inspirerede elementer Lavoisian mangan navn i 1785, idet et fransk ord mangan, der peger fra slutningen af det XVI th århundrede for mænd art black magnesia. Sidstnævnte med henvisning til det italienske eller venetianske ord mangan, der også betegner sort magnesia, sandsynligvis afledt af middelalderlig latinsk manganesa eller manganesia nigra , efter ændring af magnesia nigra , medmindre det er en dialektkodning af middelalderlige glasproducenter fra ' øen Murano .
De magnetiske egenskaber af pyrolusit, derudover ofte var tæt forbundet med jernoxid eller magnetit, var allerede kendt, det græsk-latinske maskuline udtryk magnes, magnetis , ofte magnetem eller lapis magnes af samme oprindelse, betegner også magneten, "sten af magnesia "eller" magnetsten ", som manifesterer en kraft eller magt, mens det feminine udtryk magnes (ia) affublé for en kvalifikator betegner en bestemt sag. Den magnesia nigra , kroppen pigment sort mineral, indsat naturligt eller kunstigt i lerarter og ochres, bruges også siden oldtiden i malerier af mere end 17 000 år. De egyptere og romere brugte manganforbindelser til fremstilling af glas , at farve eller misfarvet det. Sort magnesia, en ret almindelig naturligt forekommende mangandioxidforbindelse, blev og bruges stadig til at blegge glas, da glasstrømme ofte er grønne af jernholdige ioner. Det mineralogiske udtryk "pyrolusit" minder om denne gamle glasmester-know-how, fordi det på græsk betyder "det, der opløses (og virker) ved ild". MnO 2er en oxidant af jernholdige Fe 2+ -ioneri ferriioner Fe 3+efterlader et farveløst til brunt glas afhængigt af koncentrationen . Denne mangandioxid, der blev brugt i glasværker, blev kaldt "glassæbe", da den blev brugt til at gøre mere eller mindre mørkere, uigennemsigtigt eller sorte glas.
Mangan blev fundet i jernmalm brugt af antikke græske folk, især Lacedaemonians eller Spartans . Det virker plausibelt, at den ekstraordinære hårdhed af spartansk stål kommer fra den kontrollerede produktion af en jern-manganlegering. Fagfolk inden for teknikken ved siden antikken uden moderne kemisk viden om minerallegemer hvordan man bruger sort magnesia eller naturligt manganoxid som en "aktiv flux". Jernmalm og manganoxider giver ved reduktion af trækul forskellige ferromanganforbindelser, som kan bruges til at fremstille stålbelagte jernblade eller specifikke bronzer efter støbning med kobber.
I det XI th århundrede arabiske tekster viser, at tilsætning af magnesium nigra i produktionen af smeltet stål i smeltedigel øget modstand ( Damaskus stål ).
I det XVII th århundrede , kemikeren tyske Johann Rudolf Glauber formår at producere permanganat. I første halvdel af det 18. århundrede blev mangandioxid brugt til at fremstille klor . I det XIX th århundrede, det er en fælles iltningsmiddel i laboratorier og i industrien. Det bruges til at fremstille ilt- eller klorgasser i industriel skala såvel som blegning af chlorider såsom blegemiddel , Labarraque-vand eller endda calciumchlorid før solvay-processen .
Mod begyndelsen af det XIX th århundrede , begyndte forskerne at undersøge brugen af mangan i stålproduktion, og opnåede patenter . I 1816 blev det bemærket, at tilsætning af mangan til jern hærdet det uden at gøre det mere skørt. I 1858 lancerede den første stålfremstillingsproces (Bessemer-processen) brugen af mangan i metallurgi efter teknikkerne udviklet af Robert F. Mushet . Faktisk mangan blokerer den svovl fra dårlige jernmalm i form af slagger . Det mindste spor af jernsulfid , en svøbe for gamle smede, gør stål sprødt. Mangan blokerer også opløst iltgas i moderne processtrømme, og den lette dannelse af mangandioxid forhindrer dannelse af uønsket luftlomme, dvs. blærer ved afkøling af vandløbene. Legeringer baseret på jern, mangan og kulstof, med skinnende brud, kaldet Spiegeleisen på tysk teknisk sprog (bogstaveligt talt "spejljern" eller "spejl / jern"), derefter omkring 1890 ved forkortelse "spiegel" på internationalt teknisk sprog, betegner den spejlende støbning jern fra Bessemer-processen .
I starten af Belle Époque gjorde manganstål, meget hårdt, modstandsdygtigt over for slid, et varigt indtryk for brugen af jernbaneskinner, mens en stor del af skibspropellerne blev støbt med legeringer af kobber og ferromangan, og at "manganbronser" udvikles efter det samme princip og til lignende applikationer.
Den franske kemiker Gabriel Bertrand , efter kemiker-naturforskeren Hikorokuro Yoshida, en japansk specialist i laktræet, bemærker, at lavdosis mangan spiller en rolle som katalytisk gødning til dyrkede planter og fremmer assimilering af gødning. Denne franske kemiker og biolog, også ved oprindelsen af begrebet sporstoffer , baner vejen for agrokemi og intensiv dyrkning.
Mangandioxid blev brugt tidligt som et depolariserende middel, der omgav katoden i Georges Leclanchés tørbatteribatteri . Katoden til alkaliske batterier eller klassiske alkaliske batterier , oprindeligt med zinkanode, udviklet af et team omkring Lewis Urry og forbedret af Samuel Ruben eller Karl Kordesch i løbet af det sidste århundrede, er fremstillet af dioxidmangan og kulstofpulver. Den veludviklede mangandioxid findes i batterier og lithium-batterier, der er udviklet i slutningen af det XX th århundrede .
I 1831 er Berzélius ' kemiske arbejde oprindelsen til introduktionen af adjektivet mangan , for at kvalificere forbindelsen MnO, Manganchlorid MnCl 2der opnår en anvendelse ved farvning til at komponere bistroen af mangan , sulfatet af mangan MnSO 4og senere alle forbindelserne af Mn (II). I 1840, den ordbog over det franske Akademi accepterer adjektiver manganesiferous kvalificerende hvad indeholder mangan og mangan- , samt ordet manganat , der svarer til den mangani anhydrid MnO 3og salte af den tilsvarende ukendt syre, allerede velkendte for kemikere, såsom mangan trisulfate, Mn (SO 4 ) 3. Adjektivet mangan bruges til at kvalificere forbindelserne af Mn med valens VI.
Imidlertid ser det ud til, at adjektiverne mangan , hvilket betyder blandet med mangan og mangan , eller indeholdende Mn, der er citeret i Larousse-ordbogen, allerede var almindelige i mineralogi- og kemilaboratorier før 1870.
De Larousse ordbøger bevidne ordene Manganin og manganit i 1873, derefter til ordet permanganite og den tilsvarende adjektiv permanganat i 1874. Ordet manganit, ud over den mineralogiske betydningen af hydreret naturlige oxid af mangan af grå-sort til sort farve, betegner dobbeltoxider af MnO 2og et andet metal sesquioxide, eller endog salte afledt af MnO 2. Mangan skiftede køn i 1922 og blev manganin uden at ændre dets betydning: det svarer til legeringen af 82 til 83% kobber, 13 til 15% mangan og resten af nikkel, et registreret varemærke for et metallisk materiale, for eksempel i form af manganintråd (e), der anvendes til elektriske modstande eller viklinger.
Permangansyre anhydrid Mn 2 O 7kan reagere med en alkali i nærvær af en stærk oxidant, nitrat eller chlorat til dannelse af alkaliske permanganater. Kaliumpermanganat er en energisk oxidant, der allerede blev brugt i laboratoriet i 1874. Det er oxidanten af manganimetri i volumetrisk analyse, for eksempel for forurenet vand. Det er også vigtigt inden for medicin som et stærkt desinfektionsmiddel, for eksempel til vask af hænder ( sic ) og sår. En specifik antiseptisk anvendelse er nødvendig til behandling af kønssygdomme, især gonoré, som derefter skaber kaos. Endelig erstatter industrien undertiden alkaliske manganater med permanganater, som også er kraftige blegemidler af organiske materialer. Dens anvendelse spredes til behandling af vegetabilske svampe samt papirmasser. Kalium- og calciumpermanganater anvendes også til desinfektion af vand.
Præfikserne mangano- eller manganoso- anvendes henholdsvis i uorganisk og organisk kemi for at indikere tilstedeværelsen af mangan i den kemiske struktur. Og er undertiden begrundet a posteriori den manganocalcite eller mangan-carbonat, den manganostibite eller jern antimonat og mangan, den manganowolframite eller wolframat naturlig Mn, den Manganolite eller silicat naturlige mangan, den manganopectolite eller pectolite mangan anion variabelt indhold calcium, manganoso-ammoniumforbindelser eller salte af manganoxid og ammoniak ... Der er dog navne, der ofte varer af fonetiske årsager, manganagraphit eller naturligt hydreret mangansilicat, manganapatit eller naturligt fosfat af mangankalk (i størrelsesordenen 6 procent), "manganamphibol", som er en rhodonit med et højt Mn-indhold ....
Mangan har 26 kendte kunstige isotoper med massetal fra 44 til 69 og syv nukleare isomerer . Kun en af disse isotoper, 55 Mn, er stabil og repræsenterer alt det naturlige mangan, hvilket gør mangan til et monoisotopisk element og også til et mononukleid element . Dens standard atommasse er derfor den isotopiske masse på 55 Mn: 54,938 045 (5) u .
Mangan er det tredje mest forekommende overgangsmetal i jordskorpen efter jern og titanium. Den clarke er i størrelsesordenen 1000 g til 850 g pr ton i jordskorpen, de estimerede værdier er signifikant højere, mellem 1500 g og 1600 g pr ton, i granitoids og lavere, mellem 400 g og 500 g pr ton i grundlæggende vulkanske klipper. Det er et moderat rigeligt element.
Mangan vises også, og især som hydratiserede Mn-forbindelser forbundet med mikrokorn af kvarts, ler og feltspat , i såkaldte polymetalliske knuder på bunden af havbunden. 'Ocean. De mest økonomisk fordelagtige knuder har en partikelstørrelse i størrelsesordenen 8 cm i gennemsnitlig diameter og kan i gennemsnit indeholde 30 masseprocent af Mn-forbindelser. Strukturelt vand er ofte i samme eller større masseandel. Disse knuder indeholder også jern , nikkel , cobalt , kobber , zink , molybdæn , titanium , cerium, undertiden med en hastighed på 1,5 til 50%, men oftest i lave niveauer. Et par afgrundsområder i Stillehavet understøtter omkring 120.000 kg / km 2 mangan, og de manganformige malmreserver, der næsten samles, kan overstige tredive milliarder ton. Men operationen er vanskelig på grund af den centimetriske kornstørrelse og aflejringernes dybde og ikke uden konsekvenser for havbundens biodiversitet.
Metaloxidknuder baseret på Fe og Mn stammer fra erosion af primære aflejringer af mangansilicater. De kan også komme for nylig fra korrosion af stål i skibe eller menneskeskabte installationer.
Elementet mangan findes i mange silikater ved substitution med jernholdige ioner eller i forskellige oxider. Mangan går let i opløsning, det kan derefter udfældes og koncentreres i kemiske sedimentære klipper, såsom oolitiske malme med kalkholdig gang, malme med kiselholdig eller dolomitisk gang, eller polymetalliske knuder, der allerede er beskrevet.
Den brunsten MnO 2kvadratisk og rhodochrosit MnCO 3det vil sige den "manganspath" eller dialogite af de gamle kemikere eller mineralog, Rhodonite CaMn 4 (Si 5 O 15 ), braunit Mn 7 SiO 12eller endda manganit MnO (OH)monoklinisk nål med sorte til brune tvillinger og hausmannite Mn 3 O 4hydrotermiske vener og oolitiske sedimentære klipper er almindelige mineraler. Akresese Mn 2 O 3 • H 2 O, braunite og hausmannite kan være almindelige i nogle jordarter. Den alabandite eller tidligere alabandine er en kubisk mangan sulfid MnS.
Der er enorme aflejringer af ikke-krystallinske manganoxider, der undertiden ledsager pyrolusit, de kaldes generelt wad .
Den indfødte mangan blev fremhævet på mikrometerskalaen af et russisk geologisk team i 2001, men validering af undersøgelsen, det er sandt delikat om disse sjældne prøver, blev afvist af International Association of Mineralogy . De mange mineraler af mangan, i form af kemiske forbindelser af mangan, er i praksis især forbundet med jernmalm eller, hvis dette ikke er tilfældet, med forskellige klipper, der indeholder en betydelig mængde jern og krom. I undtagelsestilfælde kan ferruginøst vand indeholde en maksimal koncentration af forskellige mangananioner på 0,5 g / l .
De mest rigelige malme er manganoxider: brunsten MnO 2 , den gamle psilomelane [(Ba, H 2 O) 2 Mn 5 O 10 ], gruppen af cryptomelanes eller coronadite, -hydroxider eller oxyhydroxider fremstillet af ændring, såsom blandinger af vernadite, birnessit ... eller carbonater såsom rhodochrosit (MnCO 3 ). De findes i "syngenetisk stratiform, sedimentær eller hydrotermisk-sedimentær (især i detrital medium, men også i carbonatmedium ) eller vulkan-sedimentære aflejringer , der skyldes kemisk udfældning i vandigt medium under gunstige fysisk-kemiske forhold" .
Før midten af det XIX th århundrede , i Frankrig, de udbyttede mineraler, der matcher en lang række mineraler, især oxider, hydroxider, oxyhydroxider, silikater ... mangan indsat i klipperne almindeligvis kaldes ved et navn generisk mangan . Minerne i sektorerne Périgueux og Saint-Martin osv. I Dordogne var aktive under Ancien Régime: mangan blev kaldt "pierre de Périgueux" der. De mineralogiske divisioner under konsulatet og imperiet påpeger især de producerende afdelinger i Sâone-et-Loire (den berømte minesektor i Romanèche, nær Mâcon), Loire, Bas-Rhin ( Dambach ), Sarre (Kreslenich-minen, kantonen Wadern ), Gard (Cévennes-minen i Saint-Jean de Gardonenque ) og Périgord.
Perioden med gendannelsen relancerede mineundersøgelser. Mangan udnyttes igen fra 1817 i Saint-Martin-de-Fressengeas , derefter i Milhac de Nontron fra 1833 til 1841 og i Saint-Pardoux-la-Rivière fra 1840 til 1912. Fra 1823 til 1949 (dato for produktionens lukning af storbyen mineproduktion af Saint-Prix i Saône-et-Loire), Frankrig produceret ifølge geologisk og minedrift forskningskontor "kun ca. 0,875 Mt malm ved kvaliteter under 50% Mn" . De fleste af logi der er beskedne og isolerede. Rentable og udnyttelige ressourcer er placeret i syd, i Pyrenæerne, Corbières , i Montagne Noire og på den nord / nordøstlige kant af Massif Central. For eksempel udvindes malmen der i distriktet Las Cabesses i Ariège af den anden franske manganproducent (med 0,195 Mt malm ekstraheret fra1890 på 1946), et andet sted (mere spredte aflejringer som følge af lavkvalitets linseformet mineralisering begravet i mesozoiske lag af sandsten, Permo - Trias og basal Lias ler er for eksempel udvundet ved Chaillac i Indre.
Malmen er sjældent til stede i form af store vener, undtagen i Romanèche i Saône-et-Loire, som var den førende franske producent, med 0,435 Mt malm ekstraheret fra1823 på 1919. Nogle miner (ti) af beskeden størrelse har fungeret andre steder (Pyrenæerne, Montagne Noire, Corbières, Morvan) den XIX th og tidlig XX th århundreder, der producerer fra mellem 2 000 og 28 000 t af malm i alt pr depositum.
I det væsentlige al malm anvendes til produkter i slutningen af XX th århundrede af ferrolegeringer fra ferromangan eller ferromangan raffinerede, og / eller siliciummangan omtrentlige sammensætning af mn fra 65 til 68%, Si 16 til 21%, C fra 1,5 til 2%.
Mangan Mn er et gråligt eller gråhvidigt fast stof, et skinnende gråhvidt eller gråligt hårdt metal, der ligner jern . Atomer med en sfærisk radius på omkring 1,4 Å udgør en krystal med et centreret kubisk retikulært system med en maskeparameter på 6,28 Å . Det er et klart metal med en densitet på 7,2 til 7,44 (ren), med en Mohs-hårdhed i størrelsesordenen 5 til 6 ½, meget skør og skør. Denne enkle metallegeme findes i fire allotropiske former eller kubiske varianter, den mest almindelige Mn α med densitet 7,44 stabil op til 742 ° C, før den transformeres til Mn β , en klassisk form for lavere densitet 7,29 opnået ved aluminoterm, derefter på Mn γ ved 742 ° C og Mn A efter 1160 ° C . Disse ændringer i krystallokemiske strukturer er reversible. Aflejringer af Mn metal ved elektrolyse efterlader i det væsentlige en Mn γ- fase med en minimum densitet på 7,18, som hurtigt transformeres i hvile ved stuetemperatur til Mn α .
Mangan er mindre smeltelig end jern i en inert atmosfære, det let smelter ved ca. 1246 ° C og koger ved ca. 2061 ° C . Oxidation eller " iltangreb " er meget langsom ved stuetemperatur. Men opvarmet i luft oxideres det let , det brænder, den skarpe oxidation eller "forbrænding" efterlader mangantetraoxid Mn 3 O 4. Det fine manganpulver antændes spontant i luft ved stuetemperatur. I løs vægt, kan det også oxidere i luft til opnåelse af mangandioxid MnO 2.
Mangan er antiferromagnetisk , det er kun ferromagnetisk efter specifik behandling. Den første ioniseringspotentiale beløber sig til 7,434 V . Metallet og dets mest almindelige ioner er paramagnetiske . Den elektriske ledningsevne er 4% IACS, dvs. defineret i forhold til den for rent kobber .
Det angribes let af fortyndede syrer og endda af eddikesyre . I dette tilfælde frigiver metallet divalente Mn 2+ kationer afhængigt af det reversible elektrokemiske ligevægtsreaktionspotentiale.
Mn 2++ 2 e - == Mn 0manganmetal med ε 0 = -1,18 VAngreb af koncentreret salpetersyre frigiver ækvivalenten af tetravalente kationer eller MnO 2. Det opløses i syrer, der afgiver brint . Det reducerer oxiderende syrer, for eksempel svovlsyre til svovldioxid .
Den enkle manganmetallegeme nedbryder meget langsomt allerede koldt vand og frigiver brint . Det nedbrydes vand ved 100 ° C . Under betingelser ofte vanskeligt at kontrollere, findelt mangan støv i virkeligheden efter at overfladen dannelsen af begyndende mangandioxid, katalyserer nedbrydningen af hydrogen peroxid eller hydrogen peroxid i vandig opløsning.
Den enkle mangankrop er ikke beskyttet af et lag oxider. Det reagerer med de fleste metalloidlegemer. Det skal bemærkes, at reaktiviteten ved almindelig temperatur forbliver lav. Men reaktiviteten øges ved opvarmning og bliver let ved høje temperaturer. For eksempel er dets kombinationer med ilt, svovl, antimon, halogenlegemer lette. Dette er grunden til, at mangan fjerner urenheder i forskellige jernmetallurgiske processer.
Mangan reagerer med nitrogen ved omkring 1200 ° C , forlader mangan nitrid Mn 5 N 3.
De forskellige manganoxider kan reduceres med kul eller trækul i en elektrisk ovn. Men den enkle krop indeholder mange spor af kulstofbaserede urenheder. Den aluminothermy , det vil sige reaktionen med aluminiumspulver, er også en gammel teknik, som allerede beskrevet af kemi lære af Louis Troost . Således den stærkt eksoterme reduktion af MnO 2i fravær af Mn 3 O 4 gør det muligt at opnå det enkelte metallegeme.
3 MnO 2fast + 4 Almetallisk pulver → 3 Mnmangan β + 2 Al 2 O 3aluminiumoxid medVi kan også reducere manganchlorid MnCl 2af natriummetal. Mangancarbonat opvarmet til hvid rød i en kalk digel (omgivet af ulæsket) eller i en ildfast digel kan reduceres med aktivt kul.
Metalmangan kan fremstilles industrielt ud fra en opløsning af Mn (II) sulfat og bimolar svovlsyre ved at pålægge en spænding på 4,5 V med en strøm på omkring 35.000 ampere. Udover MnSO 4, Elektrolyse af MnC 2 er også en kendt teknik.
Raffinering af manganmetal er udviklet med kemiske eller elektrotekniske anvendelser, der kræver større renhed. Rent metal har længe været genstand for en temmelig latterlig produktion i størrelsesordenen få% sammenlignet med ultra-majoritetsproduktionen af ferromangan , baseret på 30 til 80 masseprocent mangan, til stålindustrien., Tidligere fra højovne fyldt med koks og blandede mineraler af Fe og Mn. Forskellig fra sidstnævnte mellemforbindelser, men også opnået ved reduktion af manganmalm med kulstof, har spiegels kun et indhold på mindre end 30 masseprocent Mn.
Mangan er ofte legeret med jern (med det kemiske symbol Fe), det giver hårdere stål med specielle mekaniske egenskaber. Mangan, betegnet ved konvention M i gammel stålfremstilling, introduceres især i stål af jern- og stålferrolegeringer, som er afvist i ferromangan, silicomangan ... Mangan er frem for alt et tilsætningsmetal, der øger de kemiske og mekaniske kvaliteter af støbejern og stål. Moderne stål med lavt Mn-indhold i størrelsesordenen 2% efter masse er nemme at arbejde ved høje temperaturer. Superlegeringer af jern og mangan tillader mindst 8 til 15%, hvilket markant øger trækstyrken, hårdheden og modstandsdygtigheden over for mulige voldelige stød i materialet. Hadfield-stål ved 12 eller 13 vægt-% mangan hærder under belastning under gentagen påvirkning. Stålet udviklet af Robert Hadfield modstår hyppig slid og stød.
Blandt legeringer med jern, lad os ikke glemme manganstøbejern.
Visse Fe Mn-legeringer, muligvis med silicium (Si) og / eller krom (Cr), har superelastiske egenskaber. Andre legeringer, såsom nikkel (Ni 0,52 ) Mn 0,24 gallium (Ga 0,24 ) har hukommelse i ferromagnetisk form .
Det findes med Cr og wolfram (W) for at garantere legeringens udformning. Således er værktøjer, skifteskinner, plovskær, rustningsplader eller tunge beskyttende hjelme baseret på disse specielle stål. Der er også karbureringsstål med Cr og bor (B), austenitiske stål med Cr, Mn og Ni, specifikke stål med Mn, Ni molybdæn (Mo), Cr, Mn Si ..., for eksempel kryberesistent stål Mn (Ni ) Mo-stål, ikke-magnetisk Mn Cr (Ni) stål
Det er også til stede i bronzer eller cuprolegeringer . Det findes ofte i ikke-jernholdige metallegeringer af aluminium (Al), kobber (Cu), zink (Zn) og tin (Sn) til industriel brug. Disse inkluderer havvandresistent mangan messing, en gang almindelig i skibsbygningsindustrien.
Manganin Cu 84% Mn 12% Ni 4% legering udviser både en meget lav elektrisk resistivitet i størrelsesordenen 0,45 × 10 −6 Ωm og en lineær variation deraf under meget høje tryk. Indførelsen af Mn gør det således muligt at fremstille kalibrerede eller standard elektriske modstande, elektriske termoelementer og magnetiske enheder. Således garanterer elektriske manometre den høje præcision af trykmålinger på omkring 30 × 106 hPa ved høje temperaturer .
Legeringen konstartantraad baseret på Cu 55% Ni 44% Mn 1% med Zn og Sn har en stort set uændret elektrisk resistivitet af størrelsesordenen 50 x 10 -8 Qm ved 20 ° C .
Mangan gør det muligt at opnå aluminiumlegeringer med forstærket stivhed, for eksempel cylindriske dåser til drikkevarer. Disse brudbestandige legeringer findes også i bilindustrien.
Legeringerne af mangan og titanium anvendes til stålstøbninger. Legeringer af Mn med Ni er interessante for deres smidighed. Bemærk også de lette legeringer med silicium, cobalt, zink, tin, vismut, hvor Mn forbedrer mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed.
Bortset fra metaltilstanden 0 er de mest almindelige oxidationstilstande +2, +3, +4, +6 og +7, skønt alle tilstande mellem +1 og +7 observeres med -1 og -3.
Mange af forbindelserne i mangan er farvede. Oxidationstrin 2 til 7 omfatter mangandichlorid Mn II Cl 2lyserød, trifluorid Mn III F 3rød, udfældet dioxid Mn IV O 2brun, manganition Mn V O 4 3-blå, manganationen Mn VI O 4 2-grøn og endelig permanganat ion Mn VII O 4 -lilla. Opløseligheden af oxiderne, især de lavere, er meget ens for grundstofferne Mn, Cr og Fe. Det er ikke tilfældigt, at geokemisten ofte møder grundstofferne jern og mangan sammen.
Oxiderne og mulige oxanioner af mangan er desto mere sure og oxiderende, da deres oxidationstilstand er høj. Da de også oxiderer endnu mere i et surt medium, når deres oxidationsgrader stiger, er de lettere at producere i et basisk medium.
Valenstilstanden 0 repræsenteres af de enkelte metalhus Mn og carbonylforbindelser, eller endda ental koordinationskomplekser, såsom K 6 [Mn (CN) 6 ]. 2 NH 3 åbenlyst ustabil og meget reducerende.
Sjælden, den monovalente kation Mn + er kun til stede stabiliseret i kompleks form i fast tilstand.
Kationen Mn 2+er meget lyserød, ikke særlig sur, uden reducerende egenskaber, vanskelig at oxidere i vandig opløsning og ofte i konkurrence med Mg 2+i biologiske systemer. Virkningen af alkalier , for eksempel kaliumhydroxid eller kaliumcarbonat i vandig opløsning, gør det muligt at opnå et bundfald af manganhydroxid, hvilket basiske legeme giver ved luftens virkning eller ved forsigtig kalcinering manganoxid, et andet basisk legeme.
Mn 2+aq + 2 OH -hydroxylion med stærke baser → 2 Mn (OH) 2gelatinøst bundfald først lyserødt derefter brun i MnO-luftVirkningen af alkali sulfider, såsom Na 2 Seller K 2 S efterlader bundfald af lyserøde hvide sulfider i neutrale væsker.
Vandfrie mangan- salte , meget ofte opnået ved opvarmning, er generelt hvide, mens de tilsvarende hydratiserede salte, der inkorporerer krystalvand, er lyserøde. Analogien er ofte åbenbar med divalente Fe 2+ -ioner, Co 2+, Hverken 2+, Cu 2+og Zn 2+. Lad os nævne disse komplekse anioner med phosphatanionen MnPO 4 2-, Oxalat Mn (C 2 O 4 ) 2 2-, Mn tartrat (C 4 H 2 O 6 ) 2 2-, EDTA Mn (EDTA) 2 2-, cyanid Mn (CN) 3 -eller Mn (CN) 6 4-brungrøn farve ... Mn 2+ koordinationskomplekser er ofte udgangspunktet for opnåelse af komplekser af henholdsvis Mn (I) og Mn (II) ved reduktion med zink og ved oxidation i luft.
Kationen Mn 3+er rød og ustabil. Denne svage oxidant, men kraftig nok til at frigive ilt fra vand, skilles let ned i et surt medium i Mn 2+ og MnO 2hydrolyseres den i vand til Mn 3 O 4.
Mn 3+aq + e - == Mn 2+aq med ε 0 = 1,51 VHvis elektrodereaktionen tages i et surt vandigt medium, enten
MnO 2solid + H 3 O +hydroniumanion + e - == Mn 3+aq + H 2 Ovand med ε 0 = 0,95 VResultaterne bekræfter fraværet af Mn 3+ kemi i vandig opløsning.
2 Mn 3+aq + 2 H20== Mn 2+aq + MnO 2+4 H 3 O +med Δε 0 = 0,56 VBemærk, at oxidationstilstand III for mangan er stabil i fast tilstand. I et alkalisk eller basisk medium giver oxidationen af mangandihydroxid således det gamle manganoxid Mn 2 O 3, både grundlæggende og stabil.
Mn (OH) 2aq + ½ O 2iltgas → Mn 2 O 3fast + 2 H20Kationen Mn 3+eksisterer virkelig i stabil form kun i tilstanden af komplekser. Den komplekse anion Mn (PO 4 ) 2 3-violet, Mn (CN) 6 3-rød, MnF 5 2-mørkerød, Mn (C 2 O 4 ) 2 3-mørkerød, [MnCl 4 ] -... eller med acetylacetone Mn (C 5 H 8 O 2 ) 3. Mn 3+ komplekset-dioxalate Mn (C 2 O 4 ) 2 3-er ustabil i varme, nedbrydes ved omkring 60 ° C , hvorfor bestemmelserne med oxalatpermanganater skal udføres, når de er varme.
Kationen Mn 4+eksisterer ikke i sur opløsning, er det en stærk syre repræsenteret ved MnO 2, amfotert oxid, stabil ikke-støkiometrisk forbindelse, som oftest mangel på ilt, observerbar som et brunt-sort eller mørkebrunt pulver. Lad os give de grundlæggende elektrokemiske reaktioner, først af den kraftige oxidant i et surt medium (1), derefter det af det potentielle reduktionsmiddel i basisk opløsning (2).
MnO 2fast +4 H 3 O +hydroniumanion + 2 e - == Mn 2+aq + 6 H 2 Ovand med ε 0 = 1,23 V (1) MnO 2fast + 2 H20+ 2 e - == Mn (OH) 2aq + 2 OH -hydroxylanion med ε 0 = - 0,5 V (2)Den tetravalente kation er således hovedsageligt repræsenteret af komplekse, gule ioner, såsom Mn (CN) 8 4-eller MnF 6 2-, mørkerød som MnCl 6 2-.
Den blå manganion ion Mn V O 4 3-, sjældent, eksisterer kun i et stærkt grundlæggende miljø, såsom smeltet sodavand. Det er uforholdsmæssigt stort i et mindre basisk medium til MnO 4 2-og den uundgåelige MnO 2. Denne kation er også kvalificeret ved indflydelse fra tysk eller angelsaksisk kemi som hypomanganat .
Den grønne manganation Mn VI O 4 2-, næsten ikke-eksisterende i vandig opløsning, vises kun i et meget basisk medium. Bemærk, at trioxiden MnO 3eksisterer ikke i fri stat. Det disproportionates let i en mindre basisk medium ind i permanganat ion MnO 4 -og den uundgåelige MnO 2. For eksempel ved at optage en basismasse smeltet med let surt vand (fortynding og forsuring):
3 MnO 4 2-+4 H 3 O +vandig hydronium anion → 2 MnO 4 -aq permanganat violet + MnO 2brun-sort bundfald + 6 H 2 Ovand med Δε 0 ~ 1,7 VKaliummanganat K 2 MnO 4 kan opnåsved opvarmning af mangandioxid med en blanding af kaliumnitrat og kaliumhydroxid. Det er et lysegrønt fast stof, opløseligt i vand, men kun stabilt i basisk medium. Manganater ligner stærkt kromat og ferrat (in) , men med en mellemliggende stabilitet, hvor ferrat er mindst stabiliseret.
Manganforbindelser i +7 eller VII tilstand er kraftige oxidationsmidler, meget sure, såsom kaliumpermanganat KMnO 4 som langsomt oxiderer vand til oxygen eller dimanganese heptoxide Mn 2 O 7 , flydende produkt fra Kaliumpermanganat og svovlsyre oleum, meget ustabil, med spektakulære oxiderende egenskaber.
Den permanganat ion MnO 4 -viser en mørk, intens og vejledende violet farve, velkendt for kemikere. Dens salte, oxidationsmidler, er opløselige, hvilket forklarer interessen for analytisk og forberedende kemi, især med "friske opløsninger" til manganimetri. Den permangansyre HMnO 4, opdaget af Mitscherlich, er blandt de stærkeste kendte syrer. Det er tilstrækkeligt at opvarme kaliumpermanganatet til omkring 240 ° C for at det nedbrydes med frigivelsen af iltgas , hvilket efterlader mangandioxid og kaliumoxid .
De mange mangankationer, der er i stand til adskillige oxidationsreduktionsreaktioner og kan stabiliseres i tilstanden af komplekser, reagerer med sulfidanionen . De to mest stabile kationer, foretrukket af kemikere til eksperimenter eller analysemetoder, er Mn2 +og MnO 4 -. De normale potentialer i et surt medium af MnO 2 parfast / MnO 4 -og Mn 2+vandig / MnO 4 -er henholdsvis af størrelsesordenen 1,69 V og 1,50 V .
MnO 4 -aq + 8 H 3 O ++ 5. - == Mn 2+aq + 12 H 2 Omed ε 0 = 1,51 VSpecifikke reaktioner til identifikation af mangankationer Mn 2+deres oxidationer forbliver trivielt enten ved hjælp af persulfater (i nærværelse af sølvion Ag +som katalysatorer gør det muligt at udføre oxidationen over staten IV eller MnO 2) eller ved den varme virkning af blydioxid PbO 2i et medium af koncentreret salpetersyre , det vil sige Crum-reaktionen .
Her er henholdsvis identifikationsreaktionerne beskrevet:
2 Mn 2+vandig + 5 S 2 O 8 2-aq persulfat + 24 H 2 Ovand → 2 MnO 4 -aq permanganat violet + 10 SO 4 2-aq sulfat + 16 H 3 O + ; 2 Mn 2+aq + 5 PbO 2solid sort +4 H 3 O +→ 2 MnO 4 -aq permanganat lilla + 5 Pb 2+aq + 6 H 2 OvandOmvendt kan permanganatkationen reduceres til en mangankation i et surt vandigt medium med adskillige reduktionsmidler (Fe (II), hydrogenperoxid , hydrogensulfidgas , hotchloridanioner , bromid , iodid , varmt tartrat osv.). Men det kan også oxidere i neutralt eller basisk vandigt medium mange organiske stoffer, såsom formiatanion til carbonatanion , varm ethanol til aldehyd eller acetat ...
Den oxiderende alkaliske smeltning i en ildfast digel, for eksempel porcelæn, af enhver manganforbindelse med en del natriumnitrat og fire dele natriumcarbonat til en del af manganforbindelsen fører efter afkøling til udseendet af 'en grøn farve i den resterende blanding, hvilket indikerer tilstedeværelsen af manganatanion eller alkalimanganat. Det er en gammel verifikationsteknik inden for glasvarer.
MnSO 4Mn sulfat for eksempel + 2 Na 2 CO 3sodavand fra Ancients + 2 Na 2 NO 3natriumnitrat → Na 2 MnO 4natrium manganat green + Na 2 SO 4natriumsulfat + 2 NaNO 2natriumnitrit + 2 CO 2frigivet kuldioxidTidligere forenklede kemistuderende det i laboratoriet ved at opvarme natriumcarbonatpulver let vandet eller imprægneret med opløsninger af manganioner med en fakkel, der var sat i en oxiderende flamme. De opnåede en lille masse natriummanganat, opløselig i vand, hvilket gjorde det iøjnefaldende grønt. For at opdage, i karburiserede jern, eksistensen af mangan, med et masseindhold på op til 1/10000 e , anvendte kemikeren Boussingault en kvalitativ detektionsteknik udviklet af sin tyske kollega Heinrich Rose , han opvarmede saltene opnået ved opløsning komplet af disse jernholdige materialer med salpetersyre HNO 3og blyoxidchip PbO 2, for at observere dannelsen af en intens lilla permanganatfarvning.
Her er de vigtigste manganforbindelser:
Mangan farver boraxperlerne placeret i den oxiderende flamme lilla . Den kvantitative analyse præcipiterer mangano- ion i form af blandede phosphat af ammonium og mangan NH 4 Mn II PO 4takket være en blanding af ammoniumchlorid NH 4 ClOg ammoniumphosphat NH 4 PO 4i ammoniak . Beregning af bundfaldet gør det muligt at opnå mangandiphosphat Mn (PO 4 ) 2, der gør det muligt ved sin kolde vejning at bestemme manganindholdet i den oprindelige prøve.
Prøver indeholdende mangan, generelt i form af fast mineralsk stof, salte opløst i vandigt medium, forskellige partikler af forbindelser eller kolloider , kan undersøges ved absorptionsspektrometri eller atomemissionsspektrometri.
Solubilisering af partiklerne og kolloiderne i et surt medium efterfulgt af behandling med ammoniumpersulfat til opnåelse af opløselige permanganationer er en konventionel vej. En kolorimetrisk eller spektrofotometrisk analyse baseret på visse stærke absorbanser i det synlige og ultraviolette område tillader en analyse ved kalibrering. Koncentration ved udfældning eller koagulering i form af en uopløselig manganforbindelse efterfulgt af filtrering er undertiden nødvendig. Den massespektrometri , aktiveringsanalyse neutron- eller røntgenfluorescens er også praktiske teknikker oplyser om den samlede Mn-indhold, men giver ingen præcist kendskab til oxidationstrin.
Andre sofistikerede analytiske teknikker, nogle gange elektrokemiske, er nødvendige, ofte i kobling eller triade og tilpasset typen af prøver. Den kemiske analyse er en gammel måde, der skelner mellem de forskellige ionevalenser. Mangan er globalt en del af gruppen af ammoniumsulfid, snarere oppustet, hvis indsamling reagens er (NH 4 ) 2 Si nærvær af ammoniak. Netop mangan har sin plads i zinkundergruppen, hvis kationer udfældes ved virkningen af den foregående reaktionsopsamlingsblanding med bundfald, der imidlertid er opløselige i et overskud af reaktant.
Tilstedeværelsen af andre ioner, såsom jern, kan interferere med kemiske metoder, for eksempel formaldoxim-metoden.
Næsten 90% af manganproduktionen anvendes til fremstilling af jernholdige og ikke-jernholdige legeringer . Det findes, igen hovedsageligt i stål. Mangan bruges til at formidle visse mekaniske egenskaber. Et manganstål kan f.eks. Indeholde op til 14%. Det har en høj modstandsdygtighed mod korrosion og er ikke-magnetisk . Denne type stål bruges også til stænger og til fængselsdøre (arkivering det hærder legeringen). Manganstålplader af forskellig tykkelse, der tidligere var til stede i soldaternes tunge hjelme, for eksempel den franske model 1951 eller model 1978 eller rustning eller endog i dag i byggearbejdernes sikkerhedshjelme, bruges almindeligvis til sikkerhedsmøbler til anti-boring beskyttelse af følsomme dele.
Manganpulveret anvendes til svejsning, for eksempel med lysbuen med den belagte elektrode ved høj temperatur.
Det enkelte legeme anvendes især eller findes i industrielle metallurgiske produktioner såsom hårdt og modstandsdygtigt stål, for eksempel stål på skinnerne og især afbrydere , værktøj, lejer, sikkerhedsmøbler, plovskær ... Værktøjsstål er baseret på Cr, Mn (muligvis Si) eller endda avancerede stål med Cr, V, Mn og Si.
Manganstål forbedres ved tilsætning af nikkel til brug ved lave temperaturer. Specielt 0,3% manganstål af kulstof anvendes til koldformning. De støber også stål, såsom austenitisk manganstål. Carbon manganstål er velegnet til overfladehærdning. Stål indeholdende mangankrom eller manganbor er sagshærdende stål. Bor og mangan kulstofstål er typiske boltstål, mens mangan og nikkelstål foretrækkes til kæder. Medium Mn og Mo stål med kulstof bruges til at fremstille rør til lette og stærke strukturer, såsom Reynolds 531 racercykelrammer . Stålstålstål med lavt kulstofindhold Mn, Cr-type anvendes til fremstilling af stænger i rustfrit stål, såsom stængerne på boreplatforme.
Det findes også i lette aluminiumslegeringer , ofte med krom, og de forskellige manganbronser , som får bådpropeller til at skinne. Mangan, der er let opløselig i aluminium, øger aluminiumlegeringernes modstand og legeringens friktionsegenskaber ( tribologi ) mod stål. Tilsætningen af mangan - med en hastighed på 5 til 15% - øger modstandsdygtigheden over for korrosion , for eksempel for propeller , ror, der skal modstå havvand.
Mangandioxid MnO 2 er et oxiderende og afsvovling middel af jern og stål. Det giver mulighed for polering af stål, såsom rifletønder, rør og artilleristykker. Mangandioxid i kombination med andre oxider ved sintring gør det muligt at fremstille keramiske magneter. Det bruges til svejsninger. Det bruges undertiden til fjernelse af jern .
Dette er det historiske depolariserende middel i Leclanché-bunken eller i dag saltbunken . Den centrale (positive) elektrode i denne celle er foret med mangandioxid (MnO 2 ) eller meget mere sofistikerede lagdelte elektrokemikalier (men ganske ens for ikke-specialisten), der spiller rollen som elektrokemisk opbevaring og regulering. Mangan (II) chlorid er en elektrolyt i celler og batterier.
Mangankemi bruger dioxid som et grundlæggende råmateriale. Det kan bruges til fremstilling af permanganater ved oxidativ alkalisk fusion, det bruges også i vid udstrækning i organisk kemi og til teknisk fremstilling af uran som en oxidant. Det er en katalysator inden for kemi. Dens katalytiske virkning i nedbrydningen af kaliumchlorat, der påføres den gamle iltpræparation, forklares med flere mellemforbindelser. Det er tørrere for maling , lak og trykfarver . Manganacetat er et ætsemiddel i tekstiler. Mangan (II) chlorid er et tørremiddel i linolie. Kaliumpermanganat er et oxidationsmiddel til mange reaktioner inden for organisk kemi.
Mangandioxid er også et farvepigment til mineralglas i keramiske glasurer som fajance, porcelæn og emaljer. I glasindustrien muliggør tilsætning af mangandioxid blegning af briller ved lave doser og deres violette eller ametyst, brune eller sorte farvestoffer ved højere doser. Farven afhænger af fremstillingsmetoden og sammensætningen af glasset. Farven på glasset skyldes metalioner og metaller spredt i tilstanden af kolloide klynger . Bemærk, at den specifikke violette farve af ametyst , en række farvet kvarts , også skyldes tilstedeværelsen af fine spor eller partikler af manganforbindelser.
For det blotte øje er det dog et sort pigment. En mørkebrun eller sort farve på keramik eller blandt andre præfabrikerede sten og plader kan forklares ved tilsætning af mangandioxid generelt i kombination med andre metaloxider, såsom dem af jern (II) og krom . Murværk er således de største forbrugere af mangandioxid. Visse typer mursten farves også med mangandioxid samt fliserne for at gøre dem til en sort farve.
Den mangansulfat familie er en af de råvarer til industriel elektrolyse af mangan metal. Dette tidligere biprodukt fra anilinindustrien, et farvestof og stofpigment, bruges også til at forberede røde briller og mineralsk lak. Mangansilikat er et geraniumrødt pigment til toning af glas og mineralsk lak. Mangankarbonat er et hvidt malingspigment. Manganpigmentforbindelser findes blandt kunstmaterialer: manganblåt og violet anvendes især til maleri .
Mangan (II) chlorid er et desinfektionsmiddel, ligesom kaliumpermanganat. Mangankarbonat anvendes i lave doser som en biokatalytisk medicin.
Decacarbonyldimangan er et anti-detonerende benzinadditiv. Det bruges også i makromolekylær kemi.
Mangan er et meget vigtigt sporstof i planteverdenen, især er det til stede i form af mere eller mindre opløselige salte i gødning, der kan bruges til dyrkning af grøntsager og citrusfrugter . For at kompensere for mangel på mangan tilsættes udover gødning til jorden, for eksempel mangansulfat (MnSO 4 ) eller manganacetat Mn (CH 3 COO) 2, medmindre de er til stede i pesticidblandinger (manganbaserede fungicider). Mangansulfat er også et fungicid og et fodertilsætningsstof.
I den levende verden ser mangan ud til at spille en rolle, der minder meget om jernens. Det betragtes undertiden som det andet mikronæringsstof af plantekulturer efter jern.
KulturerMangan er et typisk sporstof i jord. Det er oftest tilgængeligt for jordens pH mellem 4 og 8. Det er også til stede i jord i form af uopløselige oxider, som hovedsagelig dannes af den komplekse virkning af bakterier i et alkalisk medium. Mn-indholdet i landbrugsjord og de forskellige planter, der vokser der, er ret varierende.
Dårligt assimileret af planter, men også assimilerbar med bladruten under visse betingelser, er det et sporstof, der interfererer med jordens mikrobiota, og som er involveret i aktiveringen af enzymer i forbindelse med jern (for eksempel i processen med klorofylsyntese ). En mangel på Mn kan inducere (f.eks. I hvede) en reduktion i størrelsen, antallet og fertiliteten af pollenkorn.
Manganmangel i dyrkede jordarter er ikke ualmindelig. Det har ofte multifaktoriel oprindelse og kan forværres ved massiv kalkning (som på visse bretonske jordarter, der er rige på organisk stof, men surt i 1980'erne : Mangan er generelt kompleksbundet i organiske forbindelser , men disse forbindelser bliver uopløselige, hvis pH-værdien reduceres. Øges, i især ved den formidlede tilstedeværelse af kalkmælk . Den assimilerbare mangan, fanget, er da ikke mere tilgængelig nok til at dække kravene til de intense kulturer. moderat virkning.
Afgrøderne eksporterer mangan, de har et regelmæssigt behov på ca. 400 til 500 g Mn pr. Hektar . I intensivt landbrug kan sprøjtning af en vandig opløsning med 0,5 eller 1,5 masseprocent mangansulfat være nødvendig, eller på forhånd den moderate fordeling af Thomas-slagge ved 2 eller 4 masseprocent Mn (til sidstnævnte valg alkaliserende eller alkalisk virkning af slaggen gør mangan ringe eller langsomt mobiliserbar). Siden mellemkrigsårene i det produktivistiske landbrug har der været en anbefaling om anvendelse af manganoxider, chlorider og carbonater til at fremme plantens assimilering af gødning.
Omvendt ud over bestemte tærskler (som også afhænger af arten eller sorterne og jordens pH) udviser mangan toksicitet for planter. Disse tærskler kan nås på visse naturlige manganjord (eller industrielt ødemark).
AvlMangan er en aktivator eller kofaktor af enzymer ( carboxylasetype , peptidaser eller phosphataser ) til stede i dyrens levende væv. Det spiller en afgørende rolle i dannelsen af skeletet såvel som i reproduktionssystemets udvikling og funktion . Det er især vigtigt på niveau med hypofysens forreste lap , hvilket muliggør stimulering af produktionen af kønshormoner .
For kvæg involverer en mangel forsinket vækst og kønsmodenhed hos kalve og kvier samt reproduktionsforstyrrelser hos voksne. En lav mangel forårsager ofte stivhed i voksen kvægs gangart, ofte på niveau med den rigtige hase, og især for køer et markant fald i mælkeproduktionen. Unge kvæg kræver 60 mg pr. Kilo tørstof pr. Dag, kravet halveres hos voksne kvæg.
For fjerkræ er der specifikke knoglesygdomme, hvis madindholdet er for lavt i Mn, forklarer vedligeholdelsen af fosfor og calcium i kosten forskellige symptomer, der forårsager perose eller deformation af benbenene . Kyllinger kræver 55 mg pr. Kg tørstof pr. Dag, mens høner kun kræver 35 mg .
Kosten af svin bør give 40 mg per kg tørstof pr. Mangel involverer typiske vækstlidelser i lange knogler og en karakteristisk deformitet af forbenene. Reproduktionen af søerne forstyrres, de er ofte ofre for uregelmæssig varme og abort.
Ved lave doser er mangan en anerkendt bioelement i plante- og dyreverdenen. Dette sporstof i doser af størrelsesordenen 1 milligram / dag (højst 5 mg / dag for en voksen mand) er essentielt for kroppens enzymer. Men toksiciteten af manganderivater er tydelig ved høje doser. Fra 10 mg pr. Dag er mangan et dødeligt neurotoksisk middel. Manganstøv skal overvåges i et industrielt miljø med en godkendt grænse for Mn-elementindholdet på mindre end 5 mg / m 3 . Faktisk absorberes de i overskud, forårsager de alvorlige forstyrrelser i stofskiftet og nervesystemet, kaldet mangan-vanvid , en række spasmer og sløvhedstilstande, der på samme måde som Parkinsons sygdom, men med hallucinerende psykoser, fører til lammelse ved ultimative etape. Alle patologier forårsaget af dette element kaldes manganisme .
Mangan er et sporstof (nødvendigt for mennesker at overleve); den mangel af mangan (mindre end 2 til 3 mg / dag til en gennemsnitlig voksen), førte - i dyremodellen - til reproduktive lidelser hos begge køn, de knoglemisdannelser , den depigmentering , en ataksi og nedsat centralnervesystemet.
Mangan er en kofaktor for mange enzymer (glycosyltransferase, pyruvat-carboxylase, GTP-oxaloacetat-carboxylase, isocitrat-dehydrogenase, æble-dehydrogenase, argininsyntetase, glutaminsyntetase) involveret i forskellige metaboliske processer. Det er især til stede i metabolismen af kulhydrater og syntesen af mucopolysaccharider. Det er også et essentielt metal til syntese af enzymer ( Mn-SOD ), der deltager i kampen mod oxidativ stress, og som forhindrer skader forårsaget af frie radikaler . Det deltager også i syntesen af E og effektiviteten af B1 ( thiamin ). Denne molekylære iltaktivator spiller en rolle i funktionen af metalloproteiner såsom superoxiddismutase .
Mange enzymsystemer, der bruger magnesium, kan arbejde med mangan, men med modificerede enzymegenskaber (Km, Vmax). Det kan undertiden også erstatte zink i andre enzymer.
Hos raske voksne mennesker absorberes 3 til 5% af det indtagne Mn under passage af bolus gennem tarmen og passerer ind i blodet . Det, der ikke bruges af det normale stofskifte, elimineres derefter hurtigt af leveren, der udskiller det i galden, som returnerer det til tarmen, hvorfra det evakueres via ekskrementer . En anden del, opløst i vandig vej, findes i urinen .
Uanset hvor det indtages ud over få mg / dag, bliver det - ifølge dyremodellen og data fra arbejdsmedicin - neurotoksisk, hvilket muligvis fremkalder alvorlige og irreversible lidelser i nervesystemet og neuromotorisk system . Der er rapporteret regelmæssigt om individuelle eller serielle tilfælde af beruselse siden 1837 . En canadisk undersøgelse konkluderede, at det i drikkevand kan forstyrre kognitiv ydeevne og intellektuel udvikling hos børn. De neurodegenerative lidelser, det fremkalder, er irreversible (hvilket antyder idiopatisk Parkinsons sygdom . Ifølge Takser & al (2003), "Selvom der er risiko for Mn-ophobning i fosteret under graviditeten , er der kun få oplysninger. Eksisterer om udviklingseffekter af lav- niveau miljøeksponering hos mennesker " , men de tilgængelige data " antyder, at miljøeksponering for Mn in utero kunne påvirke starten på psykomotorisk udvikling " i den nyfødte.
Sikkerhedsgrænsen, der er defineret i Frankrig af den tidligere AFSSA , nu håndterer er fra 4,2 til 10 mg pr. Dag, den sidste er åbenlyst sikkerhedsgrænsen .
Indånding af aerosoler Mangandioxid er også farlig for lungekanalen, også i svejsere .
I tilfælde af erhvervsmæssig eller miljømæssig eksponering og endda før udseendet af kliniske manifestationer af akut eller kronisk forgiftning, com Neurologisk , neuropsykologisk og neurofysiologisk adfærd kan afsløre tidlige tegn på mangan- neurotoksicitet . De fremhæver en opbremsning af motorfunktioner med øgede rystelser, reduceret hastighed af neuromuskulær respons, mulig underskud af olfaktoriske sanser og hukommelse, intellektuelle underskud og humørsvingninger. Ifølge forskere Mergler og Baldwin, mens flere undersøgelser har antydet et dosis-respons-forhold, har andre ikke fundet en klar sammenhæng mellem eksponering for mangan bestemt ved estimater og dets mulige optagelse, som detekteres eksternt ved resultater af neurologiske tests og derefter måles konkret ved de forskellige niveauer i blod, urin eller hår, som kan oversættes med bly i forbindelse med blyforgiftning, en ældre imprægnering, især hos børn, der bor i nærheden af risikoområder manganforurening, især i minedrift eller industrielle områder).
Den tricarbonyl methylcyclopentadienyl mangan tidligere var forbundet med bly i brændstof og stadig anvendes som octan i benzin , men ved en lavere dosis på grund af dens toksicitet, også anvendes som et fungicid , kunne være en kilde til eksponering man skal regne ifølge Mergler & Baldwin (det var om tilbagegangen i USA, men da brugen af den steg i de fattige lande).
De biokemiske mekanismer, der ligger til grund for mangantoksicitet, begynder at blive bedre forstået. Det er kendt, at der er individuelle følsomheder i det mindste delvis af genetisk oprindelse , og at den toksiske proces involverer autooxidation af dopamin og produktionen af frie radikaler, som efterfølgende vil fremkalde neuronal skade. Mangan kan også være en hormonforstyrrende , fordi analyser udført i arbejdsmedicin viser, at et lavt niveau af eksponering for manganoxider i et industrielt miljø er tilstrækkeligt til at inducere en ændring i fordelingen af serumprolactin , hvilket også findes ved højere eksponerede arbejdere sammenlignet med matchede kontroller, og disse unormalt høje værdier vedvarer over tid hos disse arbejdere. Andre biokemiske markører blev evalueret, og en dosisresponsmodel baseret på urin-Mn betragtet som en markør for eksponering afsluttet ved en lav referencedosis (0,4 mikrogram Mn pr. Liter urin), "hvilket antyder, at miljøeksponering for mangan kan bidrage til unormalt høje serumprolactinniveauer i den almindelige befolkning " .
Mens der er en stærk progression af Parkinsons sygdom (500.000 til 1.5 millioner tilfælde om året i USA), skal læger bedre overveje eksponering for mangan, når de foretager en differentiel diagnose . En priori, den arbejdsmediciner kan hjælpe grænseværdi for dette metal og derfor dens skadelige virkninger på sundheden på arbejdspladsen .
Mangan har 29 radioaktive isotoper. De spænder fra 44 Mn til 67 Mn. De virker næsten fraværende i naturen (uopdagelig baggrundsstøj), men kan biokoncentreres og bioakkumuleres for eksempel af akvatiske bryophytter ( Fontinalis , Cinclidotus og Platyhypnidium , med en koncentrationsfaktor på 15.000 til 25.000 (udtrykt i forhold til den friske vægt) ifølge Beaugelin- Seiller, 1994 citeret af IRSN, 2001) stigende i indflydelseszonen for radioaktive væskeudledninger fra nukleare anlæg .
De vigtigste radioisotoper (til udledning og industrielle eller laboratorieanvendelser) ville være:
Begge produceres af kernekraftværker; Det er en stabil jern aktiveringsprodukt af strukturerne af atomreaktorer (reaktion n, p den 54 Fe), båret i miljøet efter korrosionen af metaller, og i partikelform i neutronflux på reaktoren. I begyndelsen af 2000'erne blev det anslået, at radio-mangan repræsenterede 1 til 2% af den samlede gamma-aktivitet (eksklusive tritium) frigivet i flydende form af EdF-atomkraftværket, dvs. omkring 1 GBq om året (Florence et al. Hartmann, 2002) .
I oparbejdningsanlæg kommer det ”fra brændstofsenheder, hvortil aktiveringsprodukter er knyttet, i form af oxider. Under brændselsopløsningen sættes mangan tilbage i opløsning. Aktiviteten frigivet i 54 Mn er i det væsentlige i flydende form, den beløb sig til 12 GBq i 1999 for La Hague-anlægget (Van der Stricht og Janssens, 2001 citeret af IRSN, 2001) og til 20 GBq i 2002 for Sellafield-anlægget (BNFL , 2003 citeret af IRSN 2001) ” .
Ifølge IRSN er “de radioøkologiske parametre, der kendetegner dens overførsel langs jorden → plante → fødekæden, temmelig velkendte (for eksempel undersøgt i ørred, men ikke i filterfodrende muslinger, dog betragtet som interessant som en biorevelator for kontaminering af 'et medium ), i modsætning til bladoverførsel, som næppe er undersøgt for dette element ” . De ser ud til at være meget varierende afhængigt af arten og måske visse medfaktorer. De radiotoksiske virkninger af dets radioaktive isotoper forbliver dårligt forstået, men IRSN offentliggjorde i 2001 et ark på 54 Mn (β - emitter ). Hos dyr og mennesker kan vi antage, at de interfererer med stofskiftet, fordi mangan er et essentielt element (ved lave doser), inklusive til "knoglemineralisering, energimetabolisme, syntese og aktivering. Enzymer, især metalloenzymer (mitokondrie superoxiddismutase, pyruvat carboxylase, nyre- arginase osv.), cellebeskyttelse mod frie radikaler osv. (ATSDR, 2000, citeret af IRSN 2001) med højere niveauer i melanin og i leveren, bugspytkirtlen, nyrerne og andre organer rige på mitokondrier. Inkorporeringen af mangan ser ud til at ske hovedsageligt via indtagelse og derefter diffusion via blodet, bundet til plasmaproteiner ( albumin , transferriner ) ” .
Dette metal er et ret almindeligt naturligt kemisk element (det udgør 0,1% af jordskorpen ) og allestedsnærværende i miljøet. Det er til stede i mange typer klipper og sedimenter, i jord og i vand. Den erosion af jord er de vigtigste naturlige kilder til mangan emissioner til luft, nedbør og jord, før skumsprøjt , de skovbrande , udslip af vulkansk støv og overførsler af planter.
Direkte menneskeskabte kilder har eksisteret siden den industrielle revolution i minedrift og metallurgisk industri (minedrift, mineralforarbejdning, derefter produktion af mangan, men også dens legeringer, stål og jern).
Udvaskning af regn fra industriområder, hvor det ekstraheres, raffineres, bruges eller genanvendes, er en anden kilde (især i tilfælde af dræning af syremine og det samme til udvaskning af nekromasse, der indeholder det (dyre- eller plantevæv, inklusive blade) dødt. , gødning ...). Det findes også i menneskelig afføring og dyr. Ifølge WHO "forbrænding af fossile brændstoffer og i mindre grad emissioner fra forbrænding af tilsætningsstoffer til brændstoffer Da dette element hverken er biologisk nedbrydeligt eller nedbrydeligt på menneskelige tidsskalaer, findes den i betydelige mængder i spildevand og spildevandsslam.
LuftI luften er koncentrationen normalt meget lav, og det forbliver sådan i regioner med ringe menneskelig aktivitet (ca. 0,5 til 14 ng / m3 luft i gennemsnit) for at stige markant i landdistrikterne (40 ng / m3 i gennemsnit), og endnu mere i byområder (65 til 166 ng / m3 i gennemsnit) med undertiden meget høje priser i industrielle regioner (op til 8.000 ng / m3) eller i nærheden af meget travle motorveje. I nærheden af støberier når manganniveauerne 200 til 300 ng / m3 og overstiger 500 ng / m3 nær ferro- og silicomanganindustrien.
Det kan inhaleres i form af flygtige forbindelser eller indtages i form af støv i visse industrielle sammenhænge (metallurgiske fabrikker, miner osv.).
VandI vand varierer manganniveauet meget afhængigt af den geologiske sammenhæng fra 10 til 10.000 mikrogram pr. Liter (men sjældent over 1.000 µg / L og næsten altid under 200 µg / L. Koncentrationer på et par µg / L kan plette tekstiler og skabe smag, farver og lugte, der er for let synlige. En rensningsbehandling, der fikserer mangan i fast form, er ofte nødvendig. Vand, der indeholder en usædvanlig overkoncentration af salte mangan, ofte af naturlig oprindelse, kaldes "sort vand" i jargonen for feltfysisk-kemikere.
I vandmiljøet er dets to hovedformer Mn (II) og Mn (IV) med en bevægelse mellem disse to former, kontrolleret af den mere eller mindre redox abiotiske eller mikrobielle kontekst . I vand styres manganens miljøkemi primært af mediumets pH og redoxbetingelser; Mn (II) dominerende, når pH- og redoxpotentialet er lavt og til fordel for en stigende andel af kolloid manganoxyhydroxider ved en pH større end 5,5 (i ikke- dystrofisk vand . Ved sediment-vandgrænsen og i sedimentet kemiske faktorer, der styrer den kemiske form af mangan, er iltindholdet i overliggende vand, og iltets indtrængning i sedimentet samt mængden af organisk kulstof, bentisk . antropiseringsmiljøerne ændrede disse forhold (med sur regn og hav forsuring og en generel tendens til eutrofiering og tilstopning og eutrofiering af sedimenter bliver oftere anoxiske ).
Sediment og jordI sediment kan der ofte findes maksimale niveauer på 410 til 6.700 mg / kg tørvægt i vandløb . Disse undertiden store og overdrevne koncentrationer nås lokalt (for eksempel op til 13.400 mg / kg (tørvægt) i bunden af en bysø, der modtager afstrømning fra industri- og boligområder og luftbårne nedfald fra gamle slagghauger. Niveauer på 100 til 1000 mg / kg (tørvægt) er angivet for tidevandszonen og sedimenter i det nordlige Adriaterhav . I Østersøen blev der rapporteret tørlast på 3550 til 8.960 mg / kg (vægt sek) på den øvre del af sedimentet; disse unormalt høje mangankoncentrationer skyldes jern - og stålaktivitet, og dets ferromanganderivater i sidste ende transporteres i beton og flodbelastninger til dette indre hav med lav fornyelseskapacitet.
I jorden varierer indholdet allerede i henhold til variationerne i det geologiske substrat eller den "naturlige forurening" med vand og støvede vinde, hvor den "naturlige geokemiske baggrund" eller det globale Mn-niveau kan variere fra mindre end 1 til 4000 mg / kg jord (tørvægt) med gennemsnitlige værdier på 300 til 600 mg / kg jord (tørvægt). Ved samme indhold udvikler mangan mere toksiske effekter i naturligt sure eller forsurede jordarter.
I jord, der virkelig er forurenet af menneskelige aktiviteter (brunmarker, agrokemiske aflejringer osv.), Kan svampe (re) koncentrere det og eksportere det i opløselig form gennem deres myceliumnetværk til madvævet , hvilket ikke udelukker ikke transport af dyr, der forbruger levende svampe (fx snegle eller egern), fiksering med modtagerplanter eller nedbrydning til gengæld for nekromassen , det ultimative udtryk for biomasse.
MadI menneskelig mad findes den i undertiden betydelige spor, hovedsageligt i hvedekim og fuldkornsbrød , rug , havregryn , brun ris , melasse , valnødder , mandler og hasselnødder , tørret kokosnød , kakao eller mørk chokolade , muslinger , kammuslinger og østers , mange fisk som ørred og gedde , kogte linser eller quinoa , kikærter , sojabønner , advokaten , de grønne bønner , spinat , grønne bladgrøntsager, friske frugter såsom brombær , hindbær , jordbær , ananas , olivenolie , æggeblomme , eller pinjekerner , te , ahornsirup , tørrede bananer , kastanjer oversvømmelser, urter og forskellige krydderier som malet ingefær , kardemomme , nelliker , kanel ...
Dette metal er et sporstof for planter (deres mangankrav varierer fra 10 til 50 mg / kg væv). Det er imidlertid let biokoncentreret og bioakkumuleret af mange vandorganismer (med en koncentrationsfaktor på 2.000 til 20.000 for højere marine og ferskvandsplanter, 2.500 til 6.300 for fytoplankton , 300 til 5.500 for marine makroalger, 800 til 830 for muslinger i tidevandszonen og fra 35 til 930 for fisk.
Ved afslutningen af det XX th århundrede, det gennemsnitlige indhold af mangan vandlevende organismer ( krebsdyr , bløddyr , fisk ) er ca. 10 mg / g (våd vægt), men i vandet koncentration og bioakkumulering i fødenet stiger med temperaturen, men falder med stigende pH og saltholdighed
Ifølge de tilgængelige data og undersøgelser,
"Det meste af toksicitetstesten er udført ved hjælp af ionisk mangan", og den samlede økotoksicitet er fortsat dårligt forstået. Der vides endnu ikke meget om den akvatiske toksicitet af kolloid , partikelformet , nanopartikulær og kompleksformet mangan (de sidstnævnte tre former anses dog generelt for at være mindre toksiske ved ækvivalente doser).
Det er muligt at modellere manganens opførsel i miljøet af mangan 54. Men disse oplysninger, der indikerer dets overvågning og dets placering, løser på ingen måde den økotoksikologiske vurdering, som kompliceres af:
Da mangan er et sporstof, forekommer toksiske effekter i to situationer:
I begyndelsen af 1990'erne var de vigtigste producerende lande primært malme af lav kvalitet, Rusland og dets tidligere naboer til SNG , Kasakhstan og Ukraine , Kina og Indien og frem for alt malm af høj kvalitet., Sydafrika , Gabon , Brasilien , og Australien . Den årlige verdensproduktion af manganmalm blev anslået til 30 millioner tons i starten af årtiet. De største eksportører var dengang Gabon, Brasilien, Australien og Ukraine. I 1990 var Japan, Kina og Frankrig de største importører.
Fra 1980'erne blev ferrolegeringsmarkedet, mellemprodukter anvendt af stålkoncerner til fremstilling af stål og dets tekniske derivater, monopoliseret af manganproducenter. Teknologioverførselsaftaler oprettes mellem industrialiserede lande og mineralproducerende lande. For at sikre langsigtet lederskab går den magtfulde sydafrikanske minegruppe, Samancor, sammen med et konsortium af japanske grupper, især Ferralloys- divisionerne i Japan metal & Chemical & Mitsui og Mizuschina & Ferroalloys industrier Sumitomo.
Størstedelen af ferromangan produceres i en elektrisk lysbueovn og mindre og mindre i henhold til de ofte gamle processer i en højovn .
Produktion (er) for året 2013 i millioner tons manganækvivalenter fordelt på de største mineproducerende lande med deres mulige estimerede minereserver af mangan:
Land | Mineproduktion svarende til Mn | % i hele verden | Anslåede reserver | |
---|---|---|---|---|
1 | Sydafrika | 4,3 Mt | 25,4% | 150 Mt |
2 | Kina | 3 Mt | 17,7% | 44 Mt |
3 | Australien | 2,975 Mt | 17,6% | 97 Mt |
4 | Gabon | 1.967 Mt | 11,6% | 24 Mt |
5 | Brasilien | 1,12 Mt | 6,6% | 54 Mt |
6 | Indien | 0,92 Mt | 5,4% | 49 Mt |
7 | Ghana | 0,533 Mt | 3,2% | - |
8 | Malaysia | 0,43 Mt | 2,5% | - |
9 | Kasakhstan | 0,39 Mt | 2,3% | 5 Mt |
10 | Ukraine | 0,3 Mt | 1,8% | 140 Mt |
Total verden | 16,9 Mt | 100% | 570 Mt |
I 2015 blev der næsten 46 millioner tons manganmalm udvundet over hele verden, hvilket producerede svarende til 15,3 millioner tons mangan.
I Frankrig ville ressourcerne være i størrelsesordenen 150 til 160.000 t malm. Den franske industri importerer i dag malm hovedsageligt fra Gabon , landet i mangel på miner producerer næsten ingen mangan, men Eramet- firmaet er et af de første mineselskaber til udvinding af Mn.
I 2014 var Frankrig en nettoimportør af mangan ifølge fransk told. Den gennemsnitlige importpris pr. Ton var € 220.
“16. Fluor, chlor, brom, iod, astat, mangan, technetium, rhenium; 20.1. Metallegeringer; 20.2. Metallegeringer (fortsat); 20.3 Metallegeringer (fortsat) "
( BnF- meddelelse nr . FRBNF37229023 )1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Alkali- metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanider |
overgangsmetaller metaller |
Dårlige metaller |
Metal- loids |
Ikke- metaller |
halo -gener |
Ædle gasser |
Varer uklassificeret |
Actinides | |||||||||
Superactinider |