Mangan

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 13
4 skal 2
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Manganese
Navn på Tysk
Mangan
Navn på Fransk
Manganèse
Navn
Mangan
Symbol
Mn
Atomnummer
25
Atommasse
54,94
Smeltepunkt
1244°C
Kogepunkt
1962°C
Massefylde
7,4 g/cm3
Elektronnegativitet
1,5
Oxidationstrin
+2, +3, +4, +6, +7
Isotopmasseområde
44 - 72
Klassifikation
Metal
 

Opdagelse
Hvem som egentlig opdagede grundstoffet mangan, strides man stadig om. Allerede i 1740 arbejdede den tyske kemiker J. H. Pott med mineralet pyrolusit (brunsten), som er mangandioxid, MnO2, men som også var kendt under det noget misvisende navn 'magnesia nigri' ('sort magnesia'). Pott mente, at stoffet bestod af en ny jordart og phlogiston, men han kunne ikke spalte mineralet i disse bestanddele. I en videnskabelig afhandling fra 1770 med titlen 'De metallis dubies' skriver den østrigske kemiker I. G. Kaim, at han har fremstillet lidt af et nyt metal ved at reducere pyrolusit. Dette metal har uden tvivl været mangan, men Kaims afhandling forbliver næsten upåagtet. På opfordring af den svenske kemiker T. O. Bergman indledte en anden svensk kemiker, C. W. Scheele, en grundig undersøgelse af brunsten, men selv efter tre års intenst arbejde kunne han ikke påvise det metal, som han selv og andre kemikere regnede med fandtes i stoffet. Scheele skrev herom i sin berømte afhandling 'Om brunsten eller magnesia och dess egenskaper' fra 1774. I dette arbejde beskriver han tillige mange betydningsfulde forsøg, hvorunder det lykkedes ham som den første at fremstille grundstoffet chlor ved behandling af brunsten med koncentreret saltsyre, HCl:

MnO
2 + 4HCl —> Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Også grundstoffet barium opdagede han i sin forgæves søgen efter en metode til at fravriste brunsten sit metalliske grundstof. Scheele indså snart, at hans laboratorieovn formentlig ikke gav en tilpas høj temperatur til, at han med carbon kunne fjerne oxygenet, som på den tid regnedes for at være phlogiston. Han overlod derfor denne del af opgaven til den svenske kemiker og mineralog J. G. Gahn, som han vidste havde en bedre ovn, og som i øvrigt var den tids mester i blæserørsteknik. I 1774 lykkedes det endelig Gahn at reducere brunsten til det nye metal (grundstof) mangan. Herefter må Kaim vel rettelig betragtes som grundstoffet mangans opdager, idet offentlig gørelsen af hans opdagelse fra 1770 trods alt var kendt.

Navn
Navnet mangan er ligesom navnet magnesium afledt af navnet på den græske by Magnesia i Thessalien. Den sproglige lighed mellem mangan og magnesium har betydet, at de ofte er blevet forvekslede, f.eks. kaldtes det sorte brunsten jo for 'magnesia nigri', og hvidt magnesiumcarbonat, MgCO3 kaldtes for 'magnesia alba', selvom brunsten jo ikke har noget med magnesium at gøre.

Egenskaber
Mangan er et stålgråt hårdt metal, som er så sprødt, at det let lader sig pulverisere. Metallet oxideres hurtigt i luften, og med syrer udvikles fri hydrogen:

Mn + 2H
+ —> Mn2+ + H2

I Det Periodiske System står mangan i 5.undergruppe.

Forekomst
I naturen er der store forekomster af mangan i form af mineraler som pyrolusit, MnO2 og rhodochrosit, MnCO3. Den karakteristiske lyserøde farve hos rosenkvarts skyldes et indhold af mangan. På bunden af de store verdenshave findes der visse steder meget store mineralforekomster indeholdende op til 24 % mangan. Endnu er man ikke for alvor begyndt at bryde denne værdifulde, men også svært tilgængelige manganmalm, bl.a. fordi man endnu ikke har internationale regler for udnyttelsen af mineralforekomster uden for de enkelte landes territorialfarvande.

Udvinding
Metallisk mangan kan fremstilles ved at reducere pyrolusit med f.eks. aluminium:

3MnO
2 + 4Al —> 3Mn + 2Al2O3

Dette giver ikke helt rent mangan, som derfor raffineres ved elektrolyse.

Anvendelse
Mangan er en vigtig legeringskomponent i fremstillingen af specialstål til f.eks. værktøj. Manganforbindelser anvendes i elektriske batterier samt i fremstillingen af farvestoffer, maling og kunstgødning. I laboratoriet er kaliumpermanganat, KMnO4 et meget brugt oxidationsmiddel.

Miljø og Helse
Mangan er et vigtigt spormineral i både dyr og planter. Mange enzymer indeholder mangan, og det deltager f.eks. i dannelsen af chlorofyl. Mangan er også nødvendig for enzymreaktioner, hvor glucose og fedtstof omsættes til energi, samt i omdannelsen af aminosyrer. Hos stålværksarbejdere ses undertiden et forhøjet manganindhold i blodet. Dette kan give influenzalignende symptomer med hovedpine, træthed, snurren i arme og ben, og i værste fald medføre neurologiske sygdomme og degenerering af hjernen.