Mangan
| mangan | ||
|---|---|---|
|
|
||
| Osnovna svojstva | ||
Kemijski element Simbol Atomski broj |
mangan Mn 25 |
|
| Kemijska skupina | prijelazni metali | |
| Grupa, perioda, Blok | 7, 4, d | |
| Izgled | srebrnasta krutina |
|
| Gustoća1 | 7210 kg/m3 | |
| Tvrdoća | 196 MPa (HB), 6,0 (Mohsova skala) | |
| Specifični toplinski kapacitet (cp ili cV)2 |
(25 °C) 26,32 J mol–1 K–1 |
|
| Talište | 1246 °C | |
| Vrelište3 | 2061 °C | |
| Toplina taljenja | 12,91 kJ mol-1 | |
| Toplina isparivanja | 221 kJ mol-1 | |
|
1 pri standardnom tlaku i temperaturi |
||
| Atomska svojstva | ||
| Atomska masa | 54,938045(5) | |
| Elektronska konfiguracija | [Ar] 3d5 4s2 | |
Kemijski element mangan nosi u periodnom sustavu elemenata simbol Mn, atomski (redni) broj mu je 25, a atomska masa mu iznosi 54,938045(5).
Sadržaj |
Svojstva [uredi]
Mangan je kemijski element 7. skupine periodnoga sustava elemenata, srebrnosiva, tvrda i krta kovina slična željezu. Pojavljuje se u četirima alotropskim modifikacijama; £-mangan, β-mangan, γ-mangan, δ-mangan, a na sobnoj je temperaturi najstabilniji £-mangan. Na zraku površinski oksidira stvarajući smeđu prevlaku, u vodi se otapa sporo, a lako u razrijeđenim kiselinama. Najvažnije manganove rude, piroluzit (manganov(IV) oksid, MnO2), psilomelan i rodokrozit, najčešće se izravno prerađuju u manganove slitine sa željezom, zrcalno željezo (dobiva se redukcijom s pomoću koksa u visokim pećima i sadržava oko 25% mangana) i feromangan (dobiva se u elektrolučnim pećima i sadržava oko 80% mangana).
U malim količinama ima ga u sastavu biljnih i životinjskih stanica.
Braunit je mineral silikat koji sadrži i dvovalentni i trovalentni mangan. Mangan nalazimo i u mineralu piroluzitu.
Slitine [uredi]
Upotrebljava se u metalurgiji za legiranje, posebice u proizvodnji željeza i feromagnetskih čelika (feromagneta). Mangan čeliku izvanredno povećava tvrdoću i otpornost na trošenje, te se od njega izrađuju željezničke tračnice i čeljusti drobilica.
Mangan se legira sa raznim metalima i s drugim kovinama, kojima povećava čvrstoću, kovnost i ljevačka svojstva.
Manganova bronca je slitina 58% Cu, 39% Zn, 2% Fe, 1% Sn, tragovi Mn. Legura je visokootporna na trošenje. Koristi se za diskove spojka u automobilima, motorne ventile, zupčaste pumpe i ostale stvari.
Važniji manganovi spojevi [uredi]
Kao element koji se pojavljuje u pet valentnih stanja, mangan tvori niz raznolikih, većinom obojenih spojeva, od kojih samo desetak ima znatniju primjenu. Tehnički su važni osobito ovi spojevi:
- Manganov(II) klorid (MnCl2) se upotrebljava u metalurgiji za pospješivanje legiranja mangana, u proizvodnji opeka, kao dodatak elektrolitu za povećanje vodljivosti u baterijama, itd.,
- Manganov(II) karbonat (MnCO3) u prirodi se pojavljuje kao mineral rodokrozit (crveni kristali). Upotrebljava se kao pigment i gnojivo. Ksp (pri 25 °C) mu je 2,24 x 10-11.
- Manganov(II) acetat (Mn(CH3COO)2) – ružičasti kristali. Dobiva se od karbonata i octene kiseline, a služi kao sikativ, gnojivo, te u proizvodnji kože i tekstila.
- Manganov(II, III) oksid (Mn3O4) – u prirodi hausmanit. U vrlo čistom obliku rabi se u proizvodnji poluvodiča i magnetskih materijala.
- Manganov(III) oksid (Mn2O3) – u prirodi braunit. Dobiva se žarenjem manganova nitrata ili piroluzita. Upotrebljava se u proizvodnji magnetskoga materijala i poluvodiča, te kao keramička boja i sikativ.
- Manganov(IV) oksid (manganov dioksid, MnO2) u prirodi piroluzit i psilomelan. Nastaje anodnom oksidacijom iz sulfatnih otopina, redukcijom permanganata ili termičkom razgradnjom nitrata. Tehnički vrlo važan kao depolarizator poznatoga Leclancheova suhoga galvanskog članka, zatim kao katalizator prijenosa kisika, oksidans, pigment i sikativ, u industriji uljanih boja, te u proizvodnji ferita. Također se koristi za dobivanje feromangana i mangana, za obezbojenje stakla, itd.. U slikarstvu se vrlo često koristi kao sredstvo za uklanjanje boje staklene mase.
- Tzv. "hopkalit" je naziv za punjenje za zaštitne maske protiv ugljikova(II) oksida, a sastoji se od smjesa MnO2 + CuO ili MnO2 + CuO + CoO + Ag2O.
- Manganov(II) sulfat (MnSO4 x 4 H2O) - ružičasti kristali koji na zraku gube vodu. Dobiva se reakcijsom sumporne kiseline i piroluzita. Upotrebljava se za dobivanje čistoga mangana elkektrolitskim postupkom, te drugih manganovih soli i manganovih pigmenata. Za proizvodnju fungicida, kao umjetno gnojivo za tlo siromašno manganom, u staklarskoj industriji za proizvodnju staklenih boca, za uklanjanje suporovodika iz otpadnih voda, u kožarskoj industriji, itd.,
- Kalijev permanganat (KMnO4, hipermangan) se dobiva taljenjem piroluzita s kalijevim hidroksidom te elektrolitičkom oksidacijom otopine nastaloga manganata. Upotrebljava se kao jako oksidacijsko sredstvo, za bijeljenje svile, pamuka, lana, slame, kože i kudjelje, obezbojivanje ulja, voskova i masti, pročišćavanje vode, u kemijskoj analzi, za dezinfekciju, itd.. Otkrio ga je 1774. C. W. Scheele, a iste ga je godine izolirao J. Gahn.
Ostali spojevi mangana i njihove topljivosti [uredi]
- Manganov(II) sulfid (ružičasti) (MnS). Ksp (pri 25 °C) mu je 3×10-11.
- Manganov(II) sulfid (zeleni) (MnS). Ksp (pri 25 °C) mu je 3×10-14.
- Manganov(II) jodat (Mn(IO3)2). Ksp (pri 25 °C) mu je 4.37×10-7.
- Manganov(II) oksalat dihidrat (MnC2O4 x 2 H2O. Ksp (pri 25 °C) mu je 1.70×10-7.
- Manganov(II) hidroksid (Mn(OH)2). Ksp (pri 25 °C) mu je 2×10-13.
Izvori [uredi]
- Tehnički leksikon, Leksikografski zavod Miroslav Krleža; glavni urednik: Zvonimir Jakobović. Tiskanje dovršeno 21. prosinca 2007.g., Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 653717. ISBN 978-953-268-004-1, str. 470.
