Mangán

Mangán manganum je chemický prvok v periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Mn a protónové číslo 25. Mangán je sivobiely, tvrdý a veľmi krehký ťažký kov, v niektorých vlastnostiach podobný železu. Niektoré pramene spomínajú úplne bezuhlíkatý mangán ako duktilný.

Mangán sa vyskytuje najmä v oxidačných stupňoch (zlúčeninách ako) +2, +3, +4 a +7. Existujú však aj -3, -2, -1, 0, +1, +5 a +6. V biologických sústavách konkuruje Mn2+ s Mg+2. Mn+7 je často používaný a silný oxidant. Mangán je relatívne nestály. Reaguje s vodou za tvorby vodíka. Rozpúšťa sa aj v zriedených neoxidačných kyselinách. Za tepla reaguje s bórom, uhlíkom, kremíkom, dusíkom, fosforom, kyslíkom, sírou a halogénmi.
S vodíkom nereaguje mangán za tvorby hydridu. Na vzduchu je mangán prostredníctvom tvorby oxidového filmu (ochrannej vrstvy) stály.

 Použitie 
Mangán sa pre svoju vysokú afinitu (zlučovaciu schopnosť) so sírou a kyslíkom, ako aj skutočnosti, že vylepšuje materiálové vlastnosti, používa v kovospracujúcom priemysle. 
Zhruba 90 % až 95 % vyrobeného mangánu príp. feromangánu ide do výroby železa, ocele (pozri Legovanie) a špeciálnych materiálov:
 deoxidácia a odsírenie železa a ocele,
 cenovo výhodná náhrada niklu v antikorových ušľachtilých oceliach,
 silná pevnostná legúra (zliatinový prísadový prvok) v oceliach,
 zliatiny medi a mangánu (a niklu) napr. manganín pre tepelne stabilné rezistory, bočníky,
 zliatiny hliníka a mangánu,
 zliatiny na zvýšenie teplotnej rozťažnosti s extrémne vysokým koeficientom rozťažnosti, napr. aktívne spínače z bimetalických pásikov.

Oxid manganičitý slúži ako oxidant v suchých batériách.

Dopyt po mangáne v nasledujúcich rokoch klesať nebude, lebo nie sú známe nijaké ekonomicky výhodné náhrady.

 Zlúčeniny mangánu 
V zlúčeninách sa mangán vyskytuje najčastejšie ako dvoj-, štvor-, päť- a sedemmocný, ale vyskytuje sa aj ako jedno-, troj- a šesťmocný. Zo zlúčenín sú najznámejšie oxidy, hydroxidy, mangánany, manganistany a soli mangánaté.
 oxid mangánatý MnO, zelená, vo vode nerozpustná látka, zásaditého charakteru. S kyselinami dáva soli mangánaté.
 oxid manganitý Mn2O3, čierna kryštalická látka zásaditej povahy, vzniká zahrievaním (530-940 °C) oxidu manganičitého na vzduchu. S kyselinami (v závislosti od podmienok) dáva soli manganité alebo dochádza k disproporcionácii za vzniku mangánatej soli a MnO2.
 oxid manganičitý MnO2, čierna, vo vode nerozpustná látka, amfotérneho charakteru, s kyselinami a zásadami tvorí soli, ktoré sú v roztoku nestále, v kyslom prostredí sa dajú redukovať, ale aj oxidovať na manganistany. V zásaditých taveninách sa mení na mangánany. Použitie MnO2: Spolu s CuO ako katalyzátor na spaľovanie CO, ako depolarizátor, pri farbení skla na fialovo, pri čírení skla znečisteného železnatými zlúčeninami sfarbujúcimi sklo na tmavozeleno, oxidujúc ich na bezfarebné železité zlúčeniny, pri výrobe fermeže a pod.

 Dejiny 
Ľudstvo používa zlúčeniny mangánu už po tisícročia. Je dokázané, že farby s oxidom manganičitým sa používali už pred 17 000 rokmi. Rimania a Egypťania používali mangánové zlúčeniny v sklárstve na farbenie a odfarbovanie. Sparťania používali železo s obsahom mangánu na výrobu zbraní. Názor, že vysoká kvalita ich zbraní bola založená na zliatine železa a mangánu, treba však brať ako špekuláciu.

V 17. storočí vyrobil chemik Johann Rudolph Glauber manganistan. Uprostred 18. storočia sa používal oxid mangánatý na výrobu chlóru. 
Na návrh chemika Carla Wilhelma Scheeleho, ktorý v roku 1744 objavil, že burel (pyroluzit) nie je druh železnej rudy, ale musí obsahovať dovtedy neznámy kov, sa podarilo Johannovi Gottliebovi Gahnovi ešte v tom istom roku po prvýkrát vyrobiť elementárny mangán uhoľnou redukciou z burelu. Začiatkom 19. storočia sa začal mangán používať na výrobu železa. Roku 1816 už bolo známe, že zvyšuje u železa pevnosť bez zvyšovania krehkosti.

 Fyziológia 
Viazaný mangán je esenciálny stopový prvok pre všetky formy života. Ľudské telo obsahuje zhruba 300 ppm mangánu a malo by prijať asi 4 mg za deň. Bohaté na mangán sú:
 orechy,
 celozrnné produkty,
 klíčky,
 kakao.

Mlieko, minerálky a niektoré pitné vody sú chudobné na mangán.

 Výskyt 
Celosvetovo sa mangán vyskytuje veľmi hojne. Na tvorbe zemskej kôry sa podieľa asi 900 ppm, čím je po železe najhojnejšie sa vyskytujúcim kovom.

 Ťažba 
Známe ložiská mangánu sú:
 Južná Afrika (Hotazel)
 Rusko (východné pobrežie Čierneho mora + Ukrajina)
 Austrália (Groote Eylandt)
 Brazília
 Gabon
 India
 Mexiko
 Burkina Faso

 Mangánové rudy 
Zdrojom mangánu sú najmä tieto rudy:
 Pyroluzit – obsahuje 63 % mangánu
 Braunit – 66 %
 Manganit – 62 %
 Psilomelan – 4560 %

 Zdravotné riziká 
Mangán podporuje normálny vývoj kostí, pomáha pri tvorbe pohlavných hormónov a zúčastňuje sa premeny tukov, cukrov a bielkovín v tele, ovplyvňuje aj tvorbu chrupaviek. Jeho nedostatok zapríčiňuje spomalenie vývoja a rastu a zmeny v metabolizme cukrov, v štruktúre kostí a chrupaviek.
 Denná odporúčaná dávka pre deti vo veku 13 rokov: 0,31,5 mg
 Denná odporúčaná dávka pre deti vo veku 46 rokov: 1,52 mg
 Denná odporúčaná dávka pre deti vo veku 710 rokov: 23 mg
 Denná odporúčaná dávka pre mladistvých a dospelých: 25 mg

Napriek tomu, že mangán je jeden z 3 stopových prvkov veľmi dôležitých pre vývoj a život stavovcov, dlhodobá expozícia organizmu voči nadmerným dávkam je toxická. Všeobecne sa uvádza, že sústavné vdychovanie 5 mg/m3 môže spôsobiť tzv. manganizmus, ktorý sa na začiatku prejavuje psychickými poruchami (podráždenosť, zmeny nálad, spomalené reakcie až halucinácie) a v neskorších štádiách prechádza do neurotoxicity (problémy koordinácie, trasenie, až nezvratné poškodenie nervov s príznakmi podobnými Parkinsonovej chorobe). Riziku neurotoxicity nadmernej expozície mangánu môžu byť vystavení ľudia pracujúci ako zvárači, baníci, narkomani užívajúci drogu "Bazooka", obyvatelia oblastí bez kontroly pitnej vody v oblastiach ťažby mangánu atď.
 Iné projekty 


Kategória:Prechodné prvky
Kategória:Kovy
Kategória:Redukčné činidlá