Mangan

Ångtryck
	Mangan
; Mn; ↓; Tc	Krom←Mangan→Järn
Generella egenskaper
Relativ atommassa	54,938044(3)u
Utseende	Silver
Fysikaliska egenskaper
Densitetvidr.t.	7,21 g/cm3
– flytande, vid smältpunkten	5,95 g/cm3
Aggregationstillstånd	Fast
Smältpunkt	1 519K(1 246°C)
Kokpunkt	2 334 K (2 061 °C)
Molvolym	7,35 × 10−6m³/mol
Smältvärme	13,2kJ/mol
Ångbildningsvärme	225kJ/mol
Specifik värmekapacitet	479,5J/(kg×K)
Molär värmekapacitet	26,32J/(mol×K)
Atomära egenskaper
Atomradie	127pm
Kovalent radie	139pm
Elektronaffinitet	0kJ/mol
Jonisationspotential	Första: 717,3 kJ/mol; Andra: 1 509 kJ/mol; Tredje: 3 248 kJ/mol; Fjärde: 4 940 kJ/mol; (Lista)
Arbetsfunktion	4,1eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration	[Ar] 3d54s2
e−per skal	2, 8, 13, 2
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd	7,6, 5,4,3,2,1, −1, −2, −3
Oxider(basicitet)	MnO (basisk), Mn3O4,Mn2O3,MnO2,Mn2O7(starktsur)
Elektronegativitet	1,55 (Paulingskalan); 1,75 (Allenskalan)
Normalpotential	−1,18V(Mn2++ 2 e−→ Mn)
Diverse
Kristallstruktur	Kubisk rymdcentrerad(bcc);
Ljudhastighet	5150m/s
Termisk expansion	21,7µm/(m×K)(25°C)
Värmeledningsförmåga	7,81W/(m×K)
Elektrisk konduktivitet	6,94 × 105A/(V×m)
Elektrisk resistivitet	1,44nΩ×m(20°C)
Magnetism	Paramagnetisk
Magnetisk susceptibilitet	α: 9 × 10−4; β: 8,2 × 10−4
Néelpunkt	100 K (−173,15 °C)
Youngs modul	198 GPa
Kompressionsmodul	120 GPa
Mohs hårdhet	6
Brinells hårdhet	196 MPa
Identifikation
CAS-nummer	7439-96-5
Pubchem	23930
Historia
Namnursprung	Frånmagnesia nigra,som i sin tur är hämtat frånMagnesia(liksommagnesium).
Upptäckt	Torbern Olof Bergman(1770)
Första isolation	Johann Gottlieb Gahn(1774)
Stabilaste isotoper
Säkerhetsinformation
	Säkerhetsdatablad:Sigma-Aldrich
Globalt harmoniserat system för klassifikation och märkning av kemikalier
	GHS-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa:
; Brandfarlig
H-fraser	H228
P-fraser	P210,P240,P241,P280,P370+378
EU-märkning av farliga ämnen
	EU-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa:
; Brandfarlig; (F)
R-fraser	R11
S-fraser	S7,S33,S43,S60
	SI-enheterochSTPanvänds om inget annat anges.

För andra betydelser, seMangan (olika betydelser).

Manganär ett grå-vittmetalliskt grundämnesom liknarjärn.Det används ofta i legeringar med järn i till exempel rostfrittstål.Ibland används manganföreningar iglasyrer.Mangan är essentiellt för alla organismer.

Historia

Under 1770-talet visade de svenska kemisternaCarl Wilhelm ScheeleochTorbern Bergmanatt mangandioxid utgjordes av en oxid av en okänd metall. Deras upptäckt publicerades iKongliga Vetenskapsacademiens Handlingar1774^[10].I metallisk form framställdes mangan första gången avJohan Gottlieb Gahn,som var verksam vid kopparverket iFalun.Han uppnådde detta genom reduktion avbrunstenmed kol år 1774. Han gav ämnet namnet magnesium, vilket senare ändrades till mangan.^[11]

Förekomst

Mangan är det tolfte vanligastegrundämneti jordskorpan och det finns i medeltal 1 kg mangan pertonsten. Mangan förekommer i naturen mest ioxider,karbonaterochsilikater.Exempelvisbraunit,hausmannitMn₃O₄,pyrolusitMnO₂.Den största förekomsten av manganföreningar finns bland annat i Sydafrika, Australien och Ryssland. Havsvatten innehåller också lite mangan men bara i koncentrationer av 0,1 mg/ton. Den största svenska manganfyndigheten finns iStora Uttervik mangangruva.

Mangan finns i te, traditionellt te men också i "rött te", frånrooibos-busken. Mangan kan man även finna i brunnsvatten, fullkornscerialier, nötter, baljväxter och bär bl.a. Gränsvärdena för mangan i dricksvatten är 50 mikrogram/liter (vattenverk), 300 mikrogram/liter (enskild brunn)

Framställning

Mangan framställs genomreduktionav krossad manganmalmmedkol,aluminiumellerkiseli elektriska ugnar vid 1000 °C. När man vill framställa manganmetall med hög renhet gör manelektrolysav en vattenlösning med mangan(II)sulfat. Mangan till stållegeringar används i form avferromangan(eller kiselmangan), en blandning av mangan med järn respektive kisel som kan framställas i masugn eller i elektrisk ugn.

Användning av mangan och manganföreningar

90% används till stållegeringar i form av kiselmangan och ferromangan.
2% användes till koppar och aluminiumlegeringar i form av manganmetall.
4% användes till batterier i form avmangandioxid
3% övrig användning, uranextration, färgning av tegel och keramik, som oxidationsmedel och katalysator.^[12]

Toxicitet

Mangan i höga doser är neurotoxiskt och kan geparkinson-liknande symtom, vilket man sett hos bland annat svetsare (som andats in ämnet).^[13]Ämnet har även visat sig ge en ökad risk försömnlöshet,depression,anorexia,huvudvärkoch irritabilitet.^{[källa behövs]}Vid intag av mangan via föda och vatten kan tarmen reglera upptaget vilket gör att toxiska nivåer ej uppnås.^{[källa behövs]}

Mangan finns tillsatt i modermjölksersättning på grund av dess funktion i kroppens ämnesomsättning. Ett potentiellt problem är att små barns ännu inte har ett ordentligt reglersystem och det finns då viss risk för överexponering. Därför är rekommendationen att enbart använda vatten med låga halter av mangan vid tillredning av ersättning, till exempel kommunala vattenkällor. Ett potentiellt problem med vatten från privata brunnar där den högsta accepterade nivån är högre (0.3 mg/ml jämfört med 0.05 mg/ml) och där flertalet brunnar ändå överstiger nivån.^[14]

Föreningar

Kaliumpermanganat(KMnO₄) – ett oxiderande ämne som används i laboratorier och för att döda bakterier i vatten
Mangandioxid(MnO₂) – används i zink-brunstensbatterier.Förr framställde man syre och klor ur mangandioxid
Mangankarbonat(MnCO₃) – kan användas till keramiskaglasyreroch som gödsel i manganfattiga jordar
Manganklorid(MnCl₂) ochmangansulfat(MnSO₄) – två ljusrosa mangansalt avsaltsyraochsvavelsyra

Källor

^CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
^Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang:Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.I:Journal of Chemical & Engineering Data.56, 2011, S. 328–337,doi:10.1021/je1011086.
^Harry H. Binder:Lexikon der chemischen Elemente,S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999,ISBN 3-7776-0736-3.
^Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing:Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper.2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005,ISBN 978-3-11-017485-4,S. 361.
^Weast, Robert C. (ed. in chief):CRC Handbook of Chemistry and Physics.CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145.ISBN 0-8493-0470-9.De angivna värdena har här räknats om enligtSI.
^Gunnar Hägg, Allmän och oorganisk kemi, kapitel 32-2 b, Almqvist & Wiksell 1963, sid 661
^Royal Society of Chemistry –Visual Element Periodic Table
^– Online Etymological Dictionary
^ [a b]DatabladMangan (Pulver)på AlfaAesar. Läst 29 mars 2011.(JavaScript krävs).
^Torben Bergman, Tilläggning om brunsten, Kongl. Vetenskaps Academiens Handlingar 1774, sid. 194–196[1](C. W. Scheele sid. 89–116 samt 177–194)
^Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011
^Ullmann's Encyclopedia of Chemistry, Fifth edition
^Ahmed H. Sadek, Ronald Rauch, and Paul E. Schulz:Parkinsonism due to Manganism in a WelderI:International Journal of Toxicology.22, 2003, S. 393–401,DOI: 10.1080/10915810390232204.
^Livsmedelverket om mangan, 20170123.

[CIAAW-1] CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.

[Zhang-2] Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang:Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.I:Journal of Chemical & Engineering Data.56, 2011, S. 328–337,doi:10.1021/je1011086.

[Harry_H._Binder-3] Harry H. Binder:Lexikon der chemischen Elemente,S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999,ISBN 3-7776-0736-3.

[4] Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing:Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper.2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005,ISBN 978-3-11-017485-4,S. 361.

[5] Weast, Robert C. (ed. in chief):CRC Handbook of Chemistry and Physics.CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145.ISBN 0-8493-0470-9.De angivna värdena har här räknats om enligtSI.

[6] Gunnar Hägg, Allmän och oorganisk kemi, kapitel 32-2 b, Almqvist & Wiksell 1963, sid 661

[7] Royal Society of Chemistry –Visual Element Periodic Table

[8] – Online Etymological Dictionary

[alfa-SDB-9] [a b]DatabladMangan (Pulver)på AlfaAesar. Läst 29 mars 2011.(JavaScript krävs).

[10] Torben Bergman, Tilläggning om brunsten, Kongl. Vetenskaps Academiens Handlingar 1774, sid. 194–196[1](C. W. Scheele sid. 89–116 samt 177–194)

[11] Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011

[12] Ullmann's Encyclopedia of Chemistry, Fifth edition

[Sadek-13] Ahmed H. Sadek, Ronald Rauch, and Paul E. Schulz:Parkinsonism due to Manganism in a WelderI:International Journal of Toxicology.22, 2003, S. 393–401,DOI: 10.1080/10915810390232204.

[Livsmedelverket-14] Livsmedelverket om mangan, 20170123.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]