Mangāns

Mangāns
25	; ; ; 2; 13; 8; 2
	Mn; 54,938049 g/mol
	[Ar]3d54s2
	; Mangāna un mangāna rūdas paraugi
Oksidēšanas pakāpes	+7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, 0, −1
Elektronegativitāte	1,55
Blīvums	7210 kg/m3
Kušanas temperatūra	1519 K (1246 °C)
Viršanas temperatūra	2334 K (2061 °C)

Mangāns ir ķīmiskais elements ar simbolu Mn un atomskaitli 25. Mangāns ir pārejas metāls, kas pieder pie d elementiem. Tā valences elektronu konfigurācija līdzīga tehnēcija un rēnija elektronu konfigurācijai, tādēļ šo elementu īpašības ir līdzīgas. Mangāna ķīmijai ļoti raksturīgas oksidēšanās-reducēšanās reakcijas. Savienojumos mangānam var būt oksidēšanas pakāpe no +1 līdz +7, kā arī negatīvas oksidēšanas pakāpes, tomēr oksidēšanas pakāpes zem +1 ir ļoti maz izplatītas.

Atrašanās dabā[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Mangāns dabā galvenokārt ir sastopams oksīda veidā (minerāls piroluzīts MnO₂). Zemes garozā ir ap 0,1% mangāna un tas pieskaitāms pie samērā izplatītiem elementiem. Nozīmīgākās mangāna rūdu atradnes ir Indijā, Brazīlijā, Dienvidāfrikā un Rietumāfrikā, Ukrainā, Gruzijā, arī Krievijā (Urālu kalnos). Lieli mangāna krājumi dzelzs-mangāna konkrēciju veidā atrodami okeānu dzīlēs. Nelielos daudzumos mangāna savienojumus var atrast gan atmosfērā (putekļu daļiņu veidā), gan augsnē un ūdenī — mangāns var uzkrāties ūdenī mītošajos vienkāršākajos organismos (fitoplanktonā, aļģēs, gliemežos, dažās zivīs).

Pazīstamākie mangāna minerāli ir piroluzīts MnO2, braunīts Mn₂O₃, hausmanīts Mn₃O₄, mangāna kolčedāns MnS₂, rodohrozīts jeb mangāna špats MnCO₃, kā arī dažādi dzelzs-mangāna minerāli. Mangāns kā mikroelements atrodas augos, cilvēku un dzīvnieku organismos.

Īpašības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Mangāns ir ciets, trausls sudrabbalts metāls, kas veido cietos šķīdumus, sakausējumus vai intermetāliskos savienojumus ar citiem metāliem. Mangāns labi absorbē ūdeņradi, tomēr nereaģē ar to. Parastajos apstākļos mangāns ir ķīmiski samērā inerts metāls, jo to klāj blīva oksīdu aizsargkārtiņa, kas kavē tālāku oksidēšanos. Mangānu pasivē auksta slāpekļskābe, jo tā īpaši veicina šādas oksīdu kārtiņas rašanos. Mangāns diezgan aktīvi reaģē ar atšķaidītu HCl un H₂SO₄, izdalot H₂ un veidojot attiecīgi MnCl₂ un MnSO₄. Pulverveida mangāns lēnām reaģē ar ūdeni, paaugstinātā temperatūrā šādas reakcijas ātrums palielinās:

Mn + 2H₂O → Mn(OH)₂ + H₂↑

Karsējot līdz 400 °C, mangāna pulveris gaisā aizdegas, veidojot dažāda sastāva oksīdus (MnO₂, Mn₃O₄). Paaugstinātā temperatūrā tas labi reaģē ar halogēniem, veidojot mangāna(II) halogenīdus. Sakarsēts mangāna pulveris vai izkausēts mangāns reaģē ar daudziem nemetāliem, turklāt rodas arī nestehiometriski savienojumi, piemēram, MnS, MnSe, Mn₃S₄, MnN₂, Mn₂N, Mn₄N, Mn₂P, MnP, Mn₃C, Mn₇C₃, Mn₂Si, MnSi, Mn₂Si₃.

Mangāns reaģē ar sakarsētu koncentrētu slāpekļskābi vai sērskābi:

2Mn + 8HNO₃ → 3Mn(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

Mn + 2H₂SO₄ → MnSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Izmantošana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Mangānu feromangāna (sakausējuma ar dzelzi) veidā izmanto melnajā metalurģijā sēra un oglekļa saistīšanai, kā arī tērauda leģēšanai. Izmanto arī sakausējumiem, piemēram, manganīnam (85% hroma, 12% mangāna un 3% niķeļa), piemīt liela elektriskā pretestība, kuru ietekmē nevis temperatūra, bet spiediens. Vara sakausējumu, kurā ir 14% mangāna un 10% alumīnija, var rūdīt kā tēraudu, un tam piemīt arī feromagnētiskas īpašības.

Dažus mangāna organiskos savienojums lieto degvielas oktānskaitļa paaugstināšanai. Savienojumus, kuros mangānam ir oksidēšanas pakāpe +7, lieto par oksidētājiem (kālija permanganāts KMnO₄).