Mangan

Mangan- wzór, właściwości

Mangan to metal przejściowy o liczbie atomowej 25 i masie atomowej 54,938u. Oznaczony jest symbolem Mn i leży w 7 grupie układu okresowego. Pierwiastkowy mangan jest ciałem stałym o charakterze metalicznym, jest twardy i kruchy oraz ulega na powietrzu i w wodzie reakcjom z tlenem („rdzewieje”) podobnie jak żelazo. Pierwiastkowy mangan i jego najczęściej spotykane sole mają charakter paramagnetyczny. Powłoka walencyjna manganu ma konfigurację 4s^{2}d^{5}, charakterystyczne jest obsadzenie połowy orbitali d, pozwalające na wysokospinową konfigurację (zawierającą 5 niesparowanych elektronów). Mangan występuje na licznych stopniach utlenienia, od –III do +VII, jednak najczęściej spotykane są jego związki na +II, +III, +IV, +VI i +VII stopniu. Na +II stopniu utlenienia, mangan tworzy przede wszystkim jony dwudodatnie, występujące w szeregu trwałych soli, takich jak MnSO_{4}, jednak w kontakcie z tlenem w warunkach zasadowych może ulegać utlenianiu do uwodnionego tlenku manganu(III), MnO(OH), który utlenia się dalej do trwałegoMnO_{2} lub dysproporcjonuje, dając Mn^{2+} i MnO_{2}. Tlenek manganu(IV) (MnO_{2}, braunsztyn) jest trwały i nierozpuszczalny w wodzie oraz rozcieńczonych kwasach, ma jednak własności utleniające. Na wyższych stopniach utlenienia, mangan tworzy głównie reaktywne tlenki lub oksoaniony manganianowe (anion manganianowy(VI) MnO_{2}^{2- i MnO_{4}^- - anion manganianowy(VII)). Podobnie jak dla chromu, nie istnieje stabilny kwas manganowy na najwyższym, +VII stopniu utlenienia, mimo istnienia jego soli. Jony manganianowe(VI) powstają poprzez redukcję jonów manganianowych(VII) w środowisku zasadowym lub przez utlenianie tlenku manganu(IV) w stopionym KOH, jednak są nietrwałe i szybko mogą ulegać dysproporcjonowaniu do związków Mn(IV) i Mn(VII). Jon manganianowy(VII) (nadmanganianowy) jest stabilny w obojętnych roztworach wodnych, w środowisku kwaśnym jest silnym utleniaczem, łatwo ulega redukcji do jonów Mn ^{2+} .

Mangan- otrzymywanie, występowanie 

W przyrodzie, głównymi źródłami manganu są minerał tlenkowy, piroluzyt, składający się z tlenku manganu(IV) oraz minerał krzemianowy, braunit, Mn ^{2+} Mn^{3+}_{6}[O_{8}SiO_{4}]. Stop manganu z żelazem otrzymywany jest poprzez redukcję mieszanki tlenków żelaza i manganu węglem, natomiast czysty mangan otrzymywany jest w procesie dwuetapowym: pierwszym etapem jest rozpuszczanie tlenków manganu w kwasie, następnym wydzielanie metalicznego manganu z roztworu jego soli metodą elektrochemiczną (elektroosadzanie).

Dla organizmów żywych, mangan jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym. Jego obecność potrzebna jest do prawidłowego funkcjonowania szeregu enzymów i metaloprotein. Jednym z najważniejszych enzymów wykorzystujących mangan jest syntetaza glutaminowa, katalizująca tworzenie aminokwasu glutaminy z kwasu glutaminowego i jonów amonowych. W wyższych stężeniach, mangan może być szkodliwy dla organizmów żywych.

Mangan- zastosowanie

Najważniejszym zastosowaniem manganu jest produkcja stali. Mangan jest istotnym składnikiem tańszych stali nierdzewnych. Oprócz produkcji stali, mangan stanowi również istotny dodatek do stopów aluminium, podwyższający ich odporność na korozję.