Mangaan

Wist u dat meer dan 90% van het mangaan wordt gebruikt in metallurgische en staalproductietoepassingen? De reden is de nuttige chemische reactiviteit ervan. Aan de andere kant speelt het een essentiële rol voor levende organismen, ook al is het niet mogelijk om het in zijn pure staat in de natuur aan te treffen. Ken de geschiedenis ervan, wat de kenmerken ervan zijn, wie het heeft ontdekt, en nog veel meer.

Wat is mangaan?

Het is een overgangsmetaal vergelijkbaar met ijzer, reactief, vuurvast en zeer oxideerbaar. Hoewel het moeilijk is, is het over het algemeen een kwetsbaar chemisch element. Vanwege de vele oxidatietoestanden van de verbindingen kan het worden onderscheiden van andere elementen. Aan de andere kant wordt het aangetroffen in een verscheidenheid aan mineralen, waarvan mangaandioxide en carbonaat de meest voorkomende zijn.

Mangaan symbool

Mn Deze symboliek komt van zwart magnesia, wat tegenwoordig het mineraal pyrolusiet is, dat vroeger magnes werd genoemd omdat het werd verward met het steenmagnetiet. In de 16e eeuw voegden glasmakers twee n’s toe aan de naam en later werd deze herkend onder de huidige naam.

Kenmerken van mangaan

Het heeft een atoommassa van 54,93 g/mol en een dichtheid van 7.430 kg/m³ bij 20°C. Bovendien heeft het element in zijn zuivere staat vier allotrope vormen, waarvan alfa en gamma de bekendste zijn. Let dan eens op de overige eigenschappen van het metaal:

  • Chemische reactiviteit : Bij hoge temperaturen reageert het met de meeste niet-metaalhoudende elementen, water, zuren en halogenen.
  • Smelten en koken : Het heeft hoge smelt- en kookpunten.
  • Conditie : Bij kamertemperatuur is het vast.
  • Veranderingen : Het oxideert en brandt in de lucht, terwijl het met vochtige lucht oxiden vormt.
  • Kleur : Als het puur is, is het helderwit, maar het is bekend dat de verbindingen gekleurd zijn.
  • Textuur : Kristallijn en zacht.
  • Geur : Het is geurloos.
  • Temperatuur : Verandert de kristalstructuur bij blootstelling aan klimaatveranderingen.
  • Hardheid : Het heeft een 6 op de schaal van Mohs, maar is tegelijkertijd bros.
  • Magnetische volgorde : Het is over het algemeen geen ferromagnetisch element, hoewel het kan veranderen als het aan speciale behandelingen wordt onderworpen.
  • Conditie: Stevig.

Chemische en fysische eigenschappen van mangaan

  1. Atoomnummer : 25
  2. Dichtheid : 7430 kg/m³
  3. Roest : Sterk zuur
  4. Covalente straal (Å) : 139 pm
  5. Elektronische configuratie : [Ar]3d 5 4s 2
  6. Kookpunt : 2061 °C (2334 K)
  7. Atoommassa (g/mol) : 54,938049 u
  8. Smeltenthalpie : 12,05 kJ/mol
  9. Geluidssnelheid : 5150 m/s bij 293,15 K
  10. Eerste ionisatiepotentiaal (eV) : 717,3 kJ/mol
  11. Smeltpunt : 1246°C (1519K)
  12. Verdampingsenthalpie : 226 kJ/mol
  13. Atoomstraal (Å) : 161 pm (Bohr-straal)
  14. Soortelijke warmte : 480 J/(K-kg)
  15. Oxidatietoestanden : 7, 6, 4, 2, 3
  16. Elektronegativiteit : 1,55 (Pauling-schaal)
  17. Elektronen per niveau : 2, 8, 13, 2

Herkomst van mangaan

De Egyptenaren en Romeinen gebruikten verbindingen van het element om glas te verkleuren of kleur te geven, volgens de geschiedenis van mangaan. Bovendien zijn er Franse grotschilderingen ontdekt met overblijfselen van het element. Ook in sommige ijzermijnen van de oude Spartanen, die dit materiaal gebruikten om hun zwaarden te harden.

Later vond de ontdekking ervan plaats door Carl Wilhem Scheele in 1771. De officiële eer wordt echter gegeven aan de scheikundige Johan Gottlieb Gahn, aangezien hij het in 1774 kon isoleren. De Zweed voerde de reductie van het mangaanoxide uit tot een element door het te combineren met koolstof.

Waar wordt mangaan voor gebruikt?

Het is een metaal dat wordt gebruikt voor chemische en metallurgische toepassingen. Het vormt ook een essentieel onderdeel van het menselijk lichaam omdat het deelneemt aan de vorming en ontwikkeling van botweefsel. De andere toepassingen van dit metaal betreffen:

  • Vermindert het motorgeluid en verhoogt het octaangetal van de brandstof.
  • Het wordt gebruikt bij de low-budget productie van roestvrij staal.
  • Het wordt over het algemeen gelegeerd met aluminium om een grotere weerstand tegen corrosie te verkrijgen.
  • In standaard wegwerpbatterijen.
  • Het oxide wordt gebruikt om benzylalcohol te oxideren.
  • Mangaandioxide is een verbinding die wordt gebruikt om verven te maken.
  • Een verbinding van het element wordt gebruikt om de vervuilende werking van ijzer in glas tegen te gaan.
  • Verschillende verbindingen kunnen keramiek en glas verven.
  • Sommige landen gebruiken het als grondstof bij het maken van munten.

Mangaanverbindingen

Alle verbindingen van dit chemische element, met uitzondering van permanganaat, zijn paramagnetisch. Met andere woorden, ze worden aangetrokken door het magnetische veld omdat ze ongepaarde elektronen hebben. Enkele voorbeelden zijn:

  • Mangaanoxide IV.
  • Kaliummanganaat.
  • Kaliumpermanganaat.
  • Calciumpermanganaat.
  • Natriumpermanganaat.

Samenvattend is mangaan een reactief, oxideerbaar, vuurvast, hard en bros chemisch element, dat deel uitmaakt van de overgangsmetalen. Hoewel het niet in pure vorm wordt aangetroffen, kan het uit veel mineralen worden gewonnen, zoals pyrolusiet. Bovendien omvat het gebruik ervan onder meer het elimineren van kloppende motoren, het maken van wegwerpbatterijen en goedkoper roestvrij staal.