Mangaan
Mangaan is een scheikundig element met symbool Mn en atoomnummer 25. Het is een zilverkleurig overgangsmetaal.
Inhoud |
[bewerken] Ontdekking
Al sinds de prehistorie wordt mangaan gebruikt. 15.000 jaar voor het begin van onze jaartelling werd mangaan(IV)oxide (mangaandioxide) al gebruikt als pigment in verf. De Egyptenaren en Romeinen pasten mangaan toe tijdens de productie van glas, zowel om kleuren toe te voegen, als om kleuren te verwijderen. De Spartanen maakten legeringen van mangaan en ijzer (mangaan verhoogt de hardheid van ijzer).
In de 17e eeuw produceerde de Duitse chemicus Johann Rudolph Glauber voor het eerst kaliumpermanganaat, een stof die veel toepassing vindt in chemische laboratoria. In het midden van de 18e eeuw werd mangaanoxide gebruikt voor chloorproductie.
De Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele kwam tot de ontdekking dat mangaan een element is. Zijn collega Johann Gottlieb Gahn isoleerde zuiver mangaan in 1774 door mangaanoxide te reduceren met koolstof.
In het begin van de 19e eeuw gingen wetenschappers op zoek naar manieren waarop mangaan gebruikt kon worden in de productie van staal. In 1816 werd ontdekt dat de toevoeging van mangaan aan ijzer leidde tot een hardere staalvariant, zonder het breekbaar te maken.
De naam mangaan komt van het Latijnse magnes, dat magneet betekent.
[bewerken] Verbindingen en toepassingen
Mangaan wordt voornamelijk gebruikt als additief in de staalproductie. Mangaan wordt toegevoegd aan gesmolten staal om zuurstof en zwavel te verwijderen en vormt een legering met staal, zodat dit makkelijker in vorm te buigen is. Verder verstevigt het staal en maakt het staal beter bestand tegen verwering.
Andere toepassingen van mangaan zijn:
- mangaan(IV)oxide wordt gebruikt in batterijen
- kaliumpermanganaat kent veel toepassingen als reagens, of vaak als oxidator en katalysator in de organische chemie (vanwege de zeer krachtige oxiderende eigenschappen wordt het soms gebruikt door de amateur pyrotechnicus)
- de glasindustrie maakt net als in de oudheid nog steeds op kleine schaal gebruik van mangaan voor de kleuring van glas - mangaan geeft glas een paarse kleur. Verder wordt mangaan in allerlei legeringen gebruikt.
[bewerken] Opmerkelijke eigenschappen
Mangaan is een vrij uniek metaal dat vrijwel niet te vervangen is door andere metalen. Het heeft veel eigenschappen die verschillen van andere elementen. Het is een erg hard maar breekbaar metaal dat moeilijk ontbrandt, maar makkelijk oxideert. Het element beschikt over ferromagnetische eigenschappen en veel verschillende oxidatietoestanden. +2, +3, +4 en +7 komen geregeld voor en ook +1 en +6 worden soms waargenomen. Vooral in de +7 oxidatietoestand is mangaan een krachtige oxidator. Mn2+ speelt een belangrijke rol in biologische systemen.
[bewerken] Verschijning
Er zijn veel plaatsen bekend waar mangaan in de aardkorst voorkomt, maar de kwaliteit van het erts is vaak matig. De beste bronnen worden gevonden in Zuid-Afrika en Oekraïne. Samen leveren deze twee gebieden ongeveer 80% van de totale jaarlijkse wereldproductie. Op de bodem van de oceanen wordt mangaan in enorme hoeveelheden aangetroffen in de vorm van mangaanknollen maar de winning hiervan is economisch niet aantrekkelijk door de grote diepte waarop deze knollen zich bevinden en de geringe hoeveelheid per oppervlakte-eenheid.
[bewerken] Isotopen
 Zie Isotopen van mangaan voor het hoofdartikel over dit onderwerp. |
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 53Mn | syn | 3,74×106 j | β+ | 3,436 | 53Cr |
| 54Mn | syn | 312.3 d | β- | 1,377 | 54Fe |
| 55Mn | 100 | stabiel met 30 neutronen | |||
In de natuur komt mangaan is er één stabiele isotoop van mangaan bekend: 55Mn. Daarnaast zijn er zo'n 18 radioactieve mangaan isotopen bekend waarvan de halveringstijd varieert van enkele seconden tot miljoenen jaren.
[bewerken] Toxicologie en veiligheid
Mangaan is in poedervorm of als damp giftig. Zure permanganaat oplossingen tasten organisch materiaal aan en kunnen andere stoffen tot ontbranding brengen.
Mangaan is een stof die overal op aarde voorkomt. Mangaan is een toxisch essentieel sporenelement. Dit betekent dat mensen het nodig hebben, maar dat het bij te hoge concentratie in het menselijk lichaam giftig is. Mangaan krijgt de mens binnen via voedsel zoals spinazie, thee, soja, eieren en kruiden. Symptomen van mangaanvergiftiging zijn hallucinaties, vergeetachtigheid, parkinsonverschijnselen en schade aan de zenuwbanen. Te veel mangaan binnenkrijgen via eten komt eigenlijk niet voor. Chronische mangaanvergiftiging is meestal het gevolg van langdurige inademing van stof en is bij lassers een erkende beroepsziekte. De inademing zorgt ook voor longproblemen.
[bewerken] Externe links
International Chemical Safety Card van Mangaan- Lenntech over: Mangaan
- (en) EnvironmentalChemistry.com over: Mangaan
- (en) WebElements.com over: Mangaan
| Chemische elementen en isotopen |
|---|
|
Periodiek systeem: Standaard · Alternatief · Elektronenconfiguratie |
 |
Zie de categorie Manganese van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden. |
