iso:isotopo NA: abbondanza in natura TD:tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento
È un metallo ditransizione lucente, di color grigio-argenteo, simile a quello delferro, rispetto al quale è però molto piùduro efragile,[1][2] somigliando in questo alcromo.
Alcuni frammenti di manganese puro (99,99 %), raffinato perelettrolisi.
Il manganese metallico, a differenza di Fe,Co, eNi che lo seguono non è ferromagnetico, ma lo diventa dopo un trattamento specifico.
Glistati di ossidazione più comuni del manganese sono +2, +3, +4, +6 e +7, sebbene sia stato osservato in tutti gli stati di ossidazione da -3 a +7.[3] Lo ione Mn2+ compete spesso con quello Mg2+ nei sistemi biologici; i composti del manganese in cui il manganese ha stato di ossidazione +7 sono dei potentiossidanti.
Il manganese è essenziale per la produzione di ferro eacciaio in virtù delle sue proprietà desolforanti, deossigenanti e leganti.
La produzione dell'acciaio e altri materiali ferrosi assorbe attualmente dall'85% al 90% della produzione mondiale di manganese: fra le altre cose, il manganese è un componente chiave per gliacciai inossidabili a basso costo e per alcuneleghe dialluminio di largo impiego.
Ilbiossido di manganese MnO2, che si trova in natura comepirolusite (il principaleminerale di manganese), è impiegato come fonte di manganese nella produzione di acciai, comecatalizzatore e comecatodo nei primi tipi di pile e batterie a secco.[4]
L'ossido di manganese(III) Mn2O3 (sesquiossido di manganese) è l'unico tra isesquiossidi dei metalli di transizione a non adottare la struttura cristallina delcorindone.[5] È un pigmento marrone che si usa per vernici. Insieme a ossidi di ferro e altri ossidi di manganese si trova in alcune terre naturali (ad esempio nellaterra di Siena e nellaterra di Siena bruciata).[6]
Il manganese si usa anche per decolorare ilvetro, per togliere la tinta verdastra conferitagli dalle impurità di ferro: in concentrazioni molto alte dona al vetro un colore violetto.
Il manganese non ha sostituti adatti per le sue applicazioni principali.
Piatti e lastre in manganese vengono utilizzati durante la costruzione o riparazione di un tipo di impianti di sabbiatura detto granigliatrice, che sono dotate di motori elettrici collegati a speciali turbine che sparano graniglia metallica ad alta velocità, sabbiando un pezzo. Il manganese è più resistente del ferro durante il processo di sabbiatura. Risulta essenziale per la longevità dell'impianto, in quanto si usano degli "scudi" sul raggio d'azione delle turbine per proteggere Il corpo macchina in ferro.
Iminerali di manganese sono stati usati fin dallapreistoria: pigmenti a base dibiossido di manganese (MnO2,pirolusite) sono stati ritrovati in pitture rupestri di 17 000 anni fa.[8][9] GliEgizi e iRomani usavano composti di manganese nella fabbricazione del vetro, per decolorarlo dal verde dovuto al ferro (FeII), che veniva ossidato da MnO2, o dal MnIII in esso comunque contenuto, a FeIII giallo molto pallido, oppure, in dose maggiore, per colorarlo di viola.[10][11]
Si ritiene che il minerale di ferro che usavano gliSpartani per fabbricare le loro armi conteneva una certa quantità di manganese, che si concentrava durante la fusione creando una lega ferro-manganese che conferiva alle armi spartane la loro leggendaria durezza.[12]
NelXVII secolo il chimico tedescoJohann Rudolph Glauber produsse per primo ilpermanganato, un utile reagente chimico, sebbene alcuni pensino che sia in realtà stato scoperto daIgnatius Kaim nel 1770. Entro la metà delXVIII secolo il diossido di manganese era già usato per la produzione delcloro;[13] il chimico svedeseScheele capì per primo che il manganese era un elemento chimico, che venne isolato in forma pura dal suo collegaJohan Gottlieb Gahn nel 1774 riducendo il diossido concarbone. Agli inizi delXIX secolo iniziarono ad essere riconosciuti i brevetti in chimica, e gli scienziati cominciarono a sperimentare l'effetto del manganese nella composizione dell'acciaio. Nel 1816 venne rilevato che l'aggiunta di manganese al ferro rendeva quest'ultimo più duro senza diminuirne laresilienza.
Il manganese è unoligonutriente per tutte le forme di vita.
Molte classi di enzimi contengono uno o più atomi di manganese comecofattori: le ossidoriduttasi, le transferasi, le idrolasi, le liasi, le isomerasi, le ligasi, le lectine e le integrine. I polipeptidi più famosi che contengono manganese sono l'arginasi, lasuperossido dismutasi e la tossina delladifterite.
Giacimenti di manganese sono frequenti sullacrosta terrestre, ma distribuiti irregolarmente; quelli negliStati Uniti d'America sono piuttosto poveri e l'estrazione è molto costosa. L'Ucraina e ilSudafrica insieme possiedono più dell'80% di tutti i giacimenti di manganese sulla terra: altri produttori di manganese sono laCina, ilBurkina Faso, ilGhana, ilMessico e l'Australia.
Grandi quantità di manganese sono presenti sul fondale deglioceani sotto forma dinoduli di manganese; negli anni '60 e '70 sono stati studiati alcuni modi per raccogliere manganese dal fondale oceanico, ma senza successo. Le ricerche in materia sono state abbandonate alla fine degli anni '70.
Ilpermanganato di potassio è unreagente usato comunemente in laboratorio come ossidante e in medicina e veterinaria per uso esterno, per esempio nel trattamento di alcune malattie dei pesci.
Il diossido di manganese è usato nei tipi più vecchi di pile a secco, per decolorare il vetro contaminato da tracce di ferro o per colorarlo di viola; lo stesso composto è responsabile del colore viola dell'ametista. Lo stesso composto è usato nella fabbricazione industriale dicloro eossigeno e per vernici.
In natura il manganese è composto di un soloisotopo stabile,55Mn. Sono stati sintetizzati 18 diversiradioisotopi di manganese: i più stabili sono il53Mn conemivita di 3,7 milioni di anni, il54Mn con 312,3 giorni e il52Mn con 5,591 giorni. Tutti gli altri sono molto radioattivi con emivite di meno di tre ore, e spesso di meno di un minuto. Il manganese ha anche trestati metastabili.
Il manganese fa parte del gruppo delferro, che si pensa venga sintetizzato nelle stelle giganti poco prima delle esplosioni disupernova. Il manganese-53 decade in53Cr; vista la sua relativamente breve emivita, ilradionuclide naturale53Mn è estinto sulla terra. Gli isotopi di manganese sono normalmente mescolati con isotopi dicromo e hanno applicazioni ingeologia: il rapporto isotopico Mn-Cr conferma le prove fornite dal rapporto26Al e107Pd per quanto riguarda la primissima storia delsistema solare. Le variazioni nei rapporti53Cr/52Cr e Mn/Cr in moltimeteoriti suggeriscono che il sistema isotopico Mn-Cr derivi dal decadimentoin-situ del53Mn nei corpi planetari differenziati. Quindi il53Mn fornisce prove ulteriori sui processinucleosintetici immediatamente successivi alla condensazione delsistema solare.
Il manganese puro è tossico. Esposizione a polveri/fumi di manganese non dovrebbero oltrepassare rispettivamente il valore massimo di 5 mg/m³/1 mg/m³ OSHA PEL (Permissible Exposure Limit) 8-Hr TWA (Time-Weighted Average), a causa della loro tossicità.
Soluzioni acide di permanganato ossidano qualunque materiale organico con cui vengono a contatto: questa reazione genera calore sufficiente a incendiare alcune sostanze organiche.
Un'intossicazione cronica sull'arco di più anni da mangano (manganismo) è caratterizzata dai sintomi tipici delparkinsonismo, ovvero aumento del tono muscolare,tremore, instabilità posturale, ipoamimia. Si tratta a tutti gli effetti di una forma della sindrome di Parkinson secondaria. Per questo il manganese è elencato nella lista delle sostanze pericolose stilata dall'OSHA.
^(DE) Arnold F. Holleman, Wiberg, Egon e Wiberg, Nils,Mangan, inLehrbuch der Anorganischen Chemie, 91–100, Walter de Gruyter, dicembre 1984, pp. 1110-1117,ISBN978-3-11-007511-3.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw,Manganese, Technetium and Rhenium, inChemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1046,ISBN0-7506-3365-4.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw,Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 1048,ISBN0-7506-3365-4.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw,Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 1049,ISBN0-7506-3365-4.
^ William H. Brock, Brigitte Kleidt e William H. Brock,Viewegs Geschichte der Chemie, collanaViewegs Reihe zur Geschichte der Naturwissenschaften, Vieweg, 1997,ISBN978-3-540-67033-9.
