Mangaani
Wikipedia
|
|||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Mangaani | ||||
| Tunnus | Mn | ||||
| Järjestysluku | 25 | ||||
| Luokka | siirtymämetalli | ||||
| Lohko | d-lohko | ||||
| Ryhmä | 7 | ||||
| Jakso | 4 | ||||
| Tiheys | 7,21×103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | 6,0 (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | hopeisen metallinen | ||||
| Löytövuosi | 1774 | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino | 54,938049 amu | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | 161 pm | ||||
| Kovalenttisäde | 139 pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Ar] 3d5 4s2 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 13, 2 | ||||
| Hapetusluvut | 7, 6, 4, 2, 3 | ||||
| Kiderakenne | tilakeskinen kuutiollinen (BCC) | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | kiinteä | ||||
| Sulamispiste | 1519 K (1246 °C) | ||||
| Kiehumispiste | 2334 K (2061 °C) | ||||
| Moolitilavuus | -×10−6 m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | 221 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 12,91 kJ/mol | ||||
| Höyrynpaine | - Pa - K:ssa | ||||
| Äänen nopeus | 5150 m/s 293,15 K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 1,55 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 0,479 kJ/kg K | ||||
| Sähkönjohtavuus | - S/m | ||||
| Lämmönjohtavuus | (300K) 7,81 W/(m×K) | ||||
| Tiedot normaalipaineessa | |||||
Mangaani on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Mn, järjestysluku 25 ja CAS-numero 7439-96-5. Mangaani kuuluu siirtymämetalleihin. Mangaani on ulkonäöltään rautaa muistuttava harmaanvalkoinen metalli. Se on hyvin haurasta ja hapettuu helposti. Ruotsalainen Johan Gottlieb Gahn oli tiettävästi ensimmäinen, joka onnistui eristää mangaanimetallia pyrolusiitista 1774. Nimitys tulee latinan sanasta magnes, joka tarkoittaa magneettia. Mangaania sisältävä pyrolusiitti on hiukan magneettista.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Käyttö
Mangaania käytetään raudan ja teräksen valmistukseen sen rikkiä sitovien ja deoksidoivien ominaisuuksien vuoksi. 85–90 prosenttia mangaanin tuotannosta käytetään teräksen valmistukseen vahvistamaan sitä. Sitä käytetään myös alumiiniseoksissa. 13 prosenttia mangaania sisältävä teräs on äärimmäisen vahvaa, ja sitä käytetään esimerkiksi ratakiskoissa ja vankilankaltereissa.
Mangaani IV-oksidia käytettiin paristoissa, sitä käytetään myös katalyyttina. Mangaania käytetään lasin puhdistukseen, poistamaan raudan aiheuttaman vihreää sävyä lasista. Korkeilla pitoisuuksilla saadaan aikaan violettia lasia. Mangaanioksidi on myös maaleissa käytettävä ruskea pigmentti. Sitä esiintyy luonnossa umbrassa.
Tämän raudan näköisen, harmahtavan tai punertavan valkoisen, kovan ja hauraan metallin elektronegatiivisuus on 1,5 ja ensimmäinen ionisoitumisenergia 716 kJ/mol. Mangaani on raskaista metalleista elektropositiivisin ja siltä puuttuvat vain hapetusluvut +I ja -I. Mangaani reagoi laimeidenkin happojen kanssa ja peittyy ilmassa oksidikerroksella sekä yhtyy typpeen 12 000 °C:ssa. Yhdessä rikkihapon kanssa permangaatit ovat voimakkaita räjähteitä.
Tärkeimmät ja tunnetuimmat mangaania sisältävistä metalliseoksista ovat monet erikoisteräkset, joita käytetään vaadittaessa kulutuksen kestoa ja sitkeyttä, ja joihin kelpaa hiilipitoinenkin mangaani. Mangaania käytetään sitkeyttämään alumiini-magnesiumseoksia sekä seosmetallina lisäämässä korroosion kestävyyttä. Kupariin ja/tai nikkeliin lisättynä mangaani muodostaa seoksen, jolla on suuri sähkönvastus ja joka kestää hyvin korroosiota. Mangaania sisältäviä metalliseoksia käytetään pumpuissa, hammaspyörissä ja monissa merenkulkuun liittyvissä laitteissa, mm. laivojen potkureissa.
Tunnetuin mangaaniyhdiste lienee kaliumpermanganaatti KMnO4, joka on tehokas hapetin ja antiseptinen aine. Sitä käytetään paljon hapetus-pelkistystitrauksiin. Mangaani muistuttaa esiintymistavoiltaan rautaa. Monia mangaaniyhdisteitä käytetään väriaineina.
Tärkeimmät mangaanimineraalit ovat ruskokivi eli pyrolusiitti (MnO2), jota esiintyy usein rautamineraalien seassa, hausmanniitti (Mn3O4), brauniitti (Mn2O3), manganiitti (MnO(OH)) ja mangaanisälpä eli rodokrosiitti (MnCO3).
[muokkaa] Mangaani ja ihmisen terveys
Mangaani on tärkeä osatekijä monissa aineenvaihduntaan osallistuvissa entsyymeissä sekä B1-vitamiinin muodostuksessa ja edistää mm. aivojen, hermojen ja lihasten yhteistoimintaa. Vaikka sitä tarvitaan hyvin pieniä määriä, ihminen ei tule toimeen ilman sitä. Sitä saa kuitenkin riittävästi ravinnosta, eli ravintolisänä sitä ei tarvita. Sen merkitystä aineenvaihdunnassa ei vielä täysin tunneta.
[muokkaa] Maailman mangaanivarat
Suurimmat mangaanivarat ovat seuraavilla mailla: Venäjä, Etelä-Afrikka, Gabon, Intia, Kiina, Australia ja Brasilia. Maankuoressa mangaania on 950 g/t.
