Saviez-vous que plus de 90 % du manganèse est utilisé dans les applications métallurgiques et sidérurgiques ? La raison en est sa réactivité chimique utile. En revanche, il joue un rôle essentiel pour les organismes vivants, même s’il n’est pas possible de le trouver à l’état pur dans la nature. Connaissez son histoire, quelles sont ses caractéristiques, qui l’a découvert, entre autres informations.
Qu’est-ce que le manganèse ?
C’est un métal de transition similaire au fer, réactif, réfractaire et hautement oxydable. Bien qu’il soit dur, il s’agit généralement d’un élément chimique fragile. En raison des nombreux états d’oxydation de ses composés, il peut être distingué des autres éléments. D’autre part, on le trouve dans une variété de minéraux, les plus courants étant le dioxyde de manganèse et le carbonate.
Symbole du manganèse
Mn Cette symbologie vient de la magnésie noire, qui est aujourd’hui le minéral pyrolusite, qu’on appelait autrefois magnes car on le confondait avec la pierre magnétite. Au XVIe siècle, les verriers ajoutèrent deux n au nom et plus tard, il fut reconnu sous son nom actuel.
Caractéristiques du manganèse
Il a une masse atomique de 54,93 g/mol et une densité de 7 430 kg/m³ à 20 °C. De plus, l’élément à l’état pur présente quatre formes allotropiques, dont les plus connues sont alpha et gamma. Notez ensuite les autres caractéristiques du métal :
- Réactivité chimique : À haute température, il réagit avec la plupart des éléments non métalliques, l’eau, les acides et les halogènes.
- Fusion et ébullition : Il a des points de fusion et d’ébullition élevés.
- Etat : A température ambiante, il est solide.
- Changements : Il s’oxyde et brûle dans l’air tandis qu’avec l’air humide il forme des oxydes.
- Couleur : Lorsqu’il est pur, il est d’un blanc éclatant, mais ses composés sont connus pour être colorés.
- Texture : Cristalline et douce.
- Odeur : C’est inodore.
- Température : Change sa structure cristalline lorsqu’il est soumis aux changements climatiques.
- Dureté : Il présente un 6 sur l’échelle de Mohs, mais en même temps, il est cassant.
- Ordre magnétique : Ce n’est généralement pas un élément ferromagnétique, bien qu’il puisse changer lorsqu’il est soumis à des traitements spéciaux.
- État : Solide.
Propriétés chimiques et physiques du manganèse
- Numéro atomique : 25
- Densité : 7430 kg/m³
- Rouille : Acide fort
- Rayon covalent (Å) : 139 pm
- Configuration électronique : [Ar]3d 5 4s 2
- Point d’ébullition : 2061 °C (2334 K)
- Masse atomique (g/mol) : 54.938049 u
- Enthalpie de fusion : 12,05 kJ/mol
- Vitesse du son : 5150 m/s à 293,15 K
- Potentiel de première ionisation (eV) : 717,3 kJ/mol
- Point de fusion : 1246 °C (1519 K)
- Enthalpie de vaporisation : 226 kJ/mol
- Rayon atomique (Å) : 161 pm (rayon de Bohr)
- Chaleur spécifique : 480 J/(K-kg)
- États d’oxydation : 7, 6, 4, 2, 3
- Electronégativité : 1,55 (échelle de Pauling)
- Électrons par niveau : 2, 8, 13, 2
Origine du manganèse
Les Égyptiens et les Romains utilisaient des composés de l’élément afin de décolorer ou de donner de la couleur au verre, selon l’histoire du manganèse. De plus, des peintures rupestres françaises contenant des restes de l’élément ont été découvertes. Également dans certaines mines de fer des anciens Spartiates, qui utilisaient ce matériau pour durcir leurs épées.
Plus tard, sa découverte a eu lieu par Carl Wilhem Scheele en 1771. Cependant, le mérite officiel est attribué au chimiste Johan Gottlieb Gahn, puisqu’il a pu l’isoler en 1774. Le Suédois a procédé à la réduction de l’oxyde de manganèse en élément en le combinant avec du carbone.
A quoi sert le manganèse ?
C’est un métal utilisé pour des applications chimiques et métallurgiques. Il constitue également un élément vital du corps humain car il participe à la formation et au développement du tissu osseux. Les autres utilités de ce métal concernent :
- Réduit le bruit du moteur et augmente l’indice d’octane du carburant.
- Il est utilisé dans la fabrication d’acier inoxydable à petit budget.
- Il est généralement allié à l’aluminium afin d’obtenir une plus grande résistance à la corrosion.
- En piles jetables standards.
- Son oxyde est utilisé pour oxyder l’alcool benzylique.
- Le dioxyde de manganèse est un composé utilisé pour créer des peintures.
- Un composé de l’élément est utilisé pour contrecarrer l’effet contaminant du fer dans le verre.
- Divers composés peuvent peindre la céramique et le verre.
- Certains pays l’utilisent comme matière première lors de la fabrication des pièces de monnaie.
Composés de manganèse
Tous les composés de cet élément chimique, à l’exception du permanganate, sont d’ordre paramagnétique. Autrement dit, ils sont attirés vers l’intérieur du champ magnétique, car ils possèdent des électrons non appariés. Certains exemples sont:
- Oxyde de manganèse IV.
- Manganate de potassium.
- Le permanganate de potassium.
- Permanganate de calcium.
- Permanganate de sodium.
En résumé, le manganèse est un élément chimique réactif, oxydable, réfractaire, dur et cassant, qui fait partie des métaux de transition. Bien qu’on ne le trouve pas à l’état pur, il peut être obtenu à partir de nombreux minéraux, comme la pyrolusite. De plus, ses utilisations incluent l’élimination des cognements du moteur, la fabrication de piles jetables et d’acier inoxydable moins cher.