Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Siirry sisältöön
Wikipedia
Haku

Mangaani

Wikipediasta
kromimangaanirauta


Mn

Tc  
 
 

Yleistä
Nimimangaani
TunnusMn
Järjestysluku25
Luokkasiirtymämetalli
Lohkod-lohko
Ryhmä7
Jakso4
Tiheys7,21 · 103 kg/m3
Kovuus6,0[1] (Mohsin asteikko)
Värihopeisen metallinen
Löytövuosi1774
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)54,938043(2)[2]
Atomisäde, mitattu (laskennallinen)161pm
Kovalenttisäde139 pm
Orbitaalirakenne[Ar] 3d5 4s2
Elektronejaelektronikuorilla2, 8, 13, 2
HapetusluvutVII, VI, IV,II, III
Kiderakennetilakeskinen kuutiollinen (BCC)
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuotokiinteä
Sulamispiste1 519 K (1 246 °C)
Kiehumispiste2 334 K (2 061 °C)
Moolitilavuus- · 10−3 m3/mol
Höyrystymislämpö221 kJ/mol
Sulamislämpö12,91 kJ/mol
Höyrynpaine-Pa - K:ssa
Äänen nopeus5 150m/s 293,15 K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus1,55 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti0,479 kJ/(kg K)
Sähkönjohtavuus6,2 · 105S/m
Lämmönjohtavuus(300 K) 7,81W/(m·K)
CAS-numero7439-96-5
Tiedotnormaalilämpötilassa ja -paineessa

Mangaani onalkuaine, jonkakemiallinen merkki onMn (lat.Manganum),järjestysluku 25 jaCAS-numero 7439-96-5. Mangaani kuuluusiirtymämetalleihin. Mangaani on ulkonäöltäänrautaa muistuttava harmaanvalkoinenmetalli. Se on hyvin haurasta ja hapettuu helposti. RuotsalainenJohan Gottlieb Gahn onnistui vuonna 1774, tiettävästi ensimmäisenä, eristämään mangaanimetalliapyrolusiitista.[3] Nimitys tulee latinan sanastamagnes, joka tarkoittaamagneettia. Mangaania sisältävä pyrolusiitti on hiukan magneettista.[4]

Käyttö

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]
Mangaania

Sellaisenaan mangaani on niin haurasta, ettei sillä ole käyttöä,[4] mutta siitä valmistetaan monia tärkeitämetalliseoksia.

Mangaania käytetään raudan jateräksen valmistukseen senrikkiä sitovien ja deoksidoivien ominaisuuksien vuoksi.[5] 85–90 prosenttia mangaanin tuotannosta käytetään teräksen valmistukseen vahvistamaan sitä. Sitä käytetään myösalumiiniseoksissa. 13 prosenttia mangaania sisältävä teräs on äärimmäisen vahvaa, ja sitä käytetään esimerkiksi ratakiskoissa ja vankilankaltereissa.[4] On myös arveltu, ettäspartalaisten voittamattomuus liittyisi heidän miekkojensa muita suurempaan mangaanipitoisuuteen.[3]

Tärkeimmät ja tunnetuimmat mangaania sisältävistä metalliseoksista ovat monet erikoisteräkset, joita käytetään vaadittaessa kulutuksen kestoa ja sitkeyttä, ja joihin kelpaa hiilipitoinenkin mangaani. Mangaania käytetään sitkeyttämäänalumiini-magnesiumseoksia sekä seosmetallina lisäämässäkorroosion kestävyyttä.Kupariin ja/tainikkeliin lisättynä mangaani muodostaa seoksen,manganiinin, jolla on suuri sähkönvastus ja joka kestää hyvin korroosiota.[5] Mangaanin, kuparin ja hopean seoksella kerrottiin korvattavan sotakäyttöön varattu nikkeli Yhdysvalloissa toisen maailmansodan aikana viiden sentin kolikoissa.[6] Mangaania sisältäviä metalliseoksia käytetään pumpuissa, hammaspyörissä ja monissa merenkulkuun liittyvissä laitteissa, mm. laivojen potkureissa.

Kemialliset ominaisuudet ja yhdisteet

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]

Mangaani on raskaista metalleista elektropositiivisin ja siltä puuttuvat vainhapetusluvut +I ja −I. senelektronegatiivisuus on 1,5 ja ensimmäinenionisoitumisenergia 716 kJ/mol.

Mangaani reagoi laimeidenkinhappojen kanssa ja peittyy ilmassa oksidikerroksella sekä yhtyytyppeen 12 000 °C:ssa. Yhdessärikkihapon kanssa permanganaatit ovat voimakkaita räjähteitä.

Tunnetuin mangaaniyhdiste lieneekaliumpermanganaatti (KMnO4), joka on tehokashapetin jaantiseptinen aine. Sitä käytetään paljonhapetus-pelkistystitrauksiin. Mangaani muistuttaa esiintymistavoiltaan rautaa.

Manganiittia

Tärkeimmät mangaanimineraalit ovat ruskokivi elipyrolusiitti (MnO2), jota esiintyy usein rautamineraalien seassa,hausmanniitti (Mn3O4),brauniitti (Mn2+Mn3+6SiO12),manganiitti (MnO(OH)) ja mangaanisälpä elirodokrosiitti (MnCO3).

Mangaani(IV)oksidia käytettiinparistoissa, sitä käytetään myöskatalyyttina. Mangaania käytetäänlasin puhdistukseen, poistamaanraudan aiheuttaman vihreää sävyä lasista. Korkeilla pitoisuuksilla saadaan aikaanviolettia lasia. Mangaanioksidi on myösmaaleissa käytettäväruskeapigmentti. Sitä esiintyy luonnossaumbrassa.

Mangaanipitoisia mineraaleja on käytetty väriaineena jo kivikaudella luolamaalauksissa, ja lasin värjäys mangaanilla tunnettiin jo muinaisessa Egyptissä.[3]

Isotoopit

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]

Kaikki luonnon mangaani koostuu yhdestä pysyvästäisotoopista55Mn. Alkuaineelle tunnetaan 25 radioisotooppia alkaen46Mn ja jatkuen70Mn saakka. Näistä pysyvin on53Mn jonkapuoliintumisaika on 3,7 miljoonaa vuotta. Sitä seuraavat54Mn puoliintumisajalla 312,2 vuorokautta ja52Mn puoliintumisajalla 5,591 päivää. Kaikkien muiden radioaktiivisten isotooppien puoliintumisajat ovat alle kolme minuuttia, useimmiten alle yhden minuutin. Isotoopeilla joidenmassaluku on pienempi kuin pysyvällä55Mn:llä, pääasiallinen hajoamistapa onelektronisieppaus kun taas raskaammilla se onbeetahajoaminen.[7]

Mangaani ja ihmisen terveys

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]

Mangaani on tärkeä osatekijä monissaaineenvaihduntaan osallistuvissaentsyymeissä sekäB1-vitamiinin muodostuksessa ja edistää mm.aivojen,hermojen jalihasten 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.

1980-luvun kirjassaSeleenistä C-vitamiiniin väitetään mangaanin puutteen aiheuttaneen glukoosin intoleranssia.

On esitetty arvioita, joiden perusteella mangaani olisi erityisesti juomavedessä neurotoksinen lapsille ja sikiöille[8].

Maailman mangaanivarat

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]

Maankuoressa mangaania on 950 g/t. Suurimmat mangaanivarat ovat seuraavilla mailla:Venäjä,Etelä-Afrikka,Gabon,Intia,Kiina,Australia jaBrasilia.lähde?

Vuonna 2007 mangaaniyhdisteitä tuotettiin 13,3 miljoonaa tonnia. Suurin mangaanin tuottaja oli Kiina, joka vastasi 46 %:sta mangaaniyhdisteiden tuotannosta. Mangaanimalmia louhittiin paljon entistä enemmän, mutta se oli mangaanipitoisuudeltaan aikaisempaa huonompaa. Siksi malmin tuotantomäärä kasvoi 12 % (38 miljoonaan tonniin) mutta mangaanin tuotanto vain 9 %. Suurimmat tuottajat olivat Kiina, Etelä-Afrikka ja Australia, jotka tuottavat kolmistaan jo 60 % maailman mangaanista. Niitä seuraavat Gabon (13 %) ja Ukraina, Intia ja Brasilia (noin 5 % kukin).[9]

Lähteet

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]
  1. Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: Kemia, s. 325. Otava, 1988. ISBN 951-1-10136-6
  2. Standard Atomic Weights of 14 Chemical Elements Revised. Chemistry International, 29.10.2018, 40. vsk, nro 4, s. 23-24. IUPAC. doi:10.1515/ci-2018-0409 ISSN 1365-2192 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 13.12.2018. (englanniksi)
  3. abcHistory International Manganese Institute. Viitattu 29.11.2010. (englanniksi)
  4. abcAlkuainesarjan artikkeli mangaanista Helsingin Sanomat. Arkistoitu 4.6.2011. Viitattu 29.11.2010.
  5. abApplications International Manganese Institute. Arkistoitu 22.3.2009. Viitattu 13.9.2009. (englanniksi)
  6. Wartime Nickel (Arkistoitu – Internet Archive) Coin Browser
  7. Audi, G. et al.: The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties. Chinese Physics C, 2017, 41. vsk, nro 3, s. 030001-1-030001-138. IOP Publishing. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001 Artikkelin verkkoversio. (pdf) Viitattu 2.2.2020. (englanniksi) (Arkistoitu – Internet Archive)
  8. tutkimusprofessori Hannu Komulainen, Kuopion yliopisto: Uraani ja mangaani talousvedessä – onko terveysriski? (diasarja) Veden vaarat IX. 29.8.2013. Kuopio: THL. Arkistoitu 20.5.2015. Viitattu 20.5.2015.
  9. Production International Manganese Institute. Arkistoitu 19.9.2008. Viitattu 13.9.2009. (englanniksi)

Aiheesta muualla

[muokkaa |muokkaa wikitekstiä]
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheestaMangaani.
Kansalliset
Henkilöt
Muut
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Mangaani&oldid=22795078
Luokat:
Piilotetut luokat:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp