マンガン

マンガンの 90% 以上が冶金および製鉄用途に使用されていることをご存知ですか?その理由は、その有用な化学反応性です。一方で、自然界で純粋な状態で見つけることが不可能であっても、生物にとって重要な役割を果たしています。その歴史、特徴、発見者などを知ってください。

マンガンとは何ですか？

これは鉄に似た遷移金属で、反応性があり、耐火性があり、非常に酸化しやすい性質があります。硬いですが、一般に壊れやすい化学元素です。その化合物には多くの酸化状態があるため、他の元素と区別できます。一方、さまざまな鉱物に含まれており、最も一般的なものは二酸化マンガンと炭酸塩です。

マンガン記号

Mnこの象徴は黒マグネシアに由来しており、今日では鉱物のパイロルサイトですが、石の磁鉄鉱と混同されていたため、以前はマグネシアと呼ばれていました。 16 世紀にガラスメーカーが名前に 2 つの「n」を追加し、その後現在の名前として認識されるようになりました。

マンガンの特徴

原子質量は 54.93 g/mol、密度は 20°C で 7,430 kg/m3 です。さらに、純粋な状態の元素には 4 つの同素体形式があり、その中で最もよく知られているのはアルファとガンマです。次に、金属の他の特性に注目してください。

  • 化学反応性: 高温では、ほとんどの非金属元素、水、酸、ハロゲンと反応します。
  • 融解・沸騰: 融点・沸点が高い。
  • 状態: 室温では固体です。
  • 変化: 空気中では酸化して燃焼しますが、湿った空気では酸化物を形成します。
  • 色: 純粋な場合は明るい白色ですが、その化合物は着色されていることが知られています。
  • テクスチャー: 結晶質で柔らかい。
  • 臭気：無臭です。
  • 温度: 気候の変化にさらされると結晶構造が変化します。
  • 硬度: モース硬度は 6 ですが、同時に脆いです。
  • 磁気秩序: 特別な処理を受けると変化する可能性がありますが、通常は強磁性元素ではありません。
  • 状態:しっかりしています。

マンガンの化学的および物理的性質

  1. 原子番号：25
  2. 密度: 7430 kg/m3
  3. 錆び：強酸
  4. 共有結合半径 (Å) : 139 pm
  5. 電子配置: [Ar]3d 5 4s 2
  6. 沸点: 2061 °C (2334 K)
  7. 原子量 (g/mol) : 54.938049 u
  8. 融解エンタルピー: 12.05 kJ/mol
  9. 音速：293.15Kで5150m/s
  10. 第一イオン化ポテンシャル (eV) : 717.3 kJ/mol
  11. 融点：1246℃（1519K）
  12. 気化エンタルピー: 226 kJ/mol
  13. 原子半径 (Å) : 161 pm (ボーア半径)
  14. 比熱: 480 J/(K-kg)
  15. 酸化状態: 7、6、4、2、3
  16. 電気陰性度: 1.55 (ポーリングスケール)
  17. レベルあたりの電子数: 2、8、13、2

マンガンの起源

マンガンの歴史によれば、エジプト人やローマ人はガラスを変色させたり色を付けるために元素の化合物を使用しました。さらに、元素の遺跡を含むフランスの洞窟壁画も発見されています。古代スパルタ人のいくつかの鉄鉱山でも、剣を強化するためにこの材料を使用していました。

その後、1771 年にカール ヴィルヘム シェーレによって発見されました。ただし、化学者ヨハン ゴットリーブ ガーンが 1774 年に単離できたため、公式の功績は化学者ヨハン ゴットリーブ ガーンに与えられています。このスウェーデン人はマンガン酸化物を還元してマンガンを生成しました。カーボンと結合させた元素です。

マンガンは何に使われているのですか？

化学および冶金用途に使用される金属です。また、骨組織の形成と発達にも関与しているため、人体の重要な要素を構成します。この金属の他の用途は次のとおりです。

  • エンジンの騒音を低減し、燃料のオクタン価を高めます。
  • 低予算のステンレス鋼製造に使用されます。
  • 通常、耐食性を高めるためにアルミニウムと合金化されます。
  • 標準的な使い捨て電池の場合。
  • その酸化物はベンジルアルコールを酸化するために使用されます。
  • 二酸化マンガンは、塗料の製造に使用される化合物です。
  • この元素の化合物は、ガラス中の鉄の汚染効果を防ぐために使用されます。
  • さまざまな化合物でセラミックやガラスを塗装できます。
  • 一部の国ではコインを作る際の原料として使用されています。

マンガン化合物

過マンガン酸塩を除いて、この化学元素のすべての化合物は常磁性です。言い換えれば、それらは不対電子を持っているため、磁場に引き付けられます。いくつかの例は次のとおりです。

  • 酸化マンガン IV.
  • マンガン酸カリウム。
  • 過マンガン酸カリウム。
  • 過マンガン酸カルシウム。
  • 過マンガン酸ナトリウム。

要約すると、マンガンは反応性、酸化性、耐火性、硬くて脆い化学元素であり、遷移金属の一部です。純粋な形では見つかりませんが、パイロルサイトなどの多くの鉱物から入手できます。さらに、その用途には、エンジンのノッキングの解消、使い捨てバッテリーの製造、安価なステンレス鋼の製造などが含まれます。