Mangan

Mn

český názevMangan
mezinárodní názevManganum
anglický názevManganese
chemická značkaMn
protonové číslo25
relativní atomová hmotnost54,93805
perioda4
skupinaVII.B
zařazenípřechodné kovy
rok objevu1774
objevitelC. W. Sheele
teplota tání [°C]1244
teplota varu [°C]2061
hustota [g cm-3]7,43
elektronegativita1,55
oxidační stavy2, 3, 4, 6, 7
elektronová konfigurace[Ar]3d5 4s2
specifické teplo [J g-1K-1]0,48
slučovací teplo [kJ mol-1]12,05
skupenství za norm. podmíneks

Mangan stříbřitě bílý, lesklý, křehký a značně tvrdý kov.

Chemické vlastnosti manganu

Mangan stříbřitě bílý, lesklý, křehký a značně tvrdý kov. Mangan je znám ve třech stabilních modifikacích, mangan α, β a γ. Mangan α a β vzniká při metalurgické výrobě a je tvrdý a křehký. Mangan γ vzniká při elektrolytické výrobě a je velice měkký, kujný a tažný.

Výskyt manganu v přírodě

Mangan je po železu druhý nejrozšířenější těžký kov. Podíl manganu v zemské kůře činí 0,01 %. Je známo přibližně 300 minerálů s obsahem manganu. V přírodě se mangan vyskytuje značně rozptýlen, většinou doprovází železo. Mangan se vzácně nachází jako ryzí kov.

Nejdůležitější manganové rudy:

Mezi další minerály s obsahem manganu patří např. tefroit Mn2SiO4, rodonit MnSiO3, spessartin Mn3Al2(SiO4)3, alabandin MnS, hauerit MnS2, purpurit MnPO4manganaxinit Ca2Mn2+Al2BSi4O15(OH).

Celosvětová těžba manganových rud se pohybuje okolo 25 Mt, což představuje cca 5 Mt kovového manganu. Celkové zásoby manganových rud se odhadují na 3 miliardy t čistého kovu. Hlavní těžební oblasti manganových rud jsou Jihoafrická republika, Rusko, Ukrajina, Gruzie, Gabon, Brazílie a Austrálie.

Mangan v lidském organismu

Mangan je součástí 36 enzymů a hraje značnou roli při metabolismu sacharidů, bílkovin a tuků. Dostatečný přísun manganu v potravinách má kladný vliv na vývoj kostí a chrupavek a na produkci pohlavních hormonů.

Mezi potraviny s největším obsahem manganu patří ořechy, kakao, čokoláda, káva, čaj, mandle, obilí, rýže, sojové boby, vejce, olivový olej, zelené fazolky a ústřice.

Nedostatek manganu v potravinách způsobuje bolesti kloubů, pocit únavy, zhoršení sluchu a způsobuje pokles pohlavní touhy.

Chronická otrava manganem může nastat v případě dlouhodobého vdechování prachů s obsahem manganu. Chronická otrava manganem nejčastěji postihuje centrální nervový systém a může vést až k trvalé invaliditě. Mezi příznaky chronické otravy manganem patří malátnost, ospalost, slabost, emoční poruchy, spastická chůze, vracející se křeče v nohách nebo ochrnutí.

Některé sloučeniny manganu patří mezi potenciální karcinogeny.

Výroba a využití manganu

Pro technické účely se mangan vyrábí jako feromangan přímou redukcí MnO2 uhlíkem ve vysoké peci. Čistý kovový mangan se vyrábí z Mn2O3 aluminotermicky nebo elektrolýzou okyseleného vodného roztoku síranu manganatého.

Více než 85% celkové produkce manganu se využívá jako legující přísada ocelí. Mangan podstatným způsobem ovlivňuje pevnost oceli v tahu, tvrdost, v menší míře i pružnost a kujnost. Vysoce pevná a houževnatá je hadfieldova ocel s obsahem manganu okolo 12%. Hadfieldova ocel se využívá zejména ve zbrojní výrobě a ke konstrukci velmi namáhaných strojních součástí.

Významné množství manganu se spotřebovává k legování hliníku. Přídavek 0,8 až 1,5% manganu podstatným způsobem ovlivňuje odolnost hliníku vůči chemické korozi. Manganem legovaný hliník nalézá uplatnění zejména při výrobě obalů pro potravinářství.

Další využití nalézá kovový mangan jako přísada pro barvení skla a jako součást celé řady slitin.

Slitiny manganu

Sloučeniny manganu

Sloučeniny manganu se používají jako pigmenty, oxidační činidla a katalyzátory.