Mangaan

Al sinds de prehistorie wordt mangaan gebruikt. 15.000 jaar voor het begin van onze jaartelling werd bruinsteen (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.

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.

[bewerk] Toepassingen

Mangaan wordt voornamelijk (90%) gebruikt als additief in de staalproductie. Andere toepassingen van mangaan zijn:

mangaandioxide wordt gebruikt in batterijen
kaliumpermanganaat kent veel toepassingen als reagens
de glasindustrie maakt net als in de oudheid nog steeds op kleine schaal gebruik van mangaan voor de kleuring van glas

Verder wordt mangaan in allerlei legeringen gebruikt.

[bewerk] 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.

[bewerk] 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 oppervlakteeenheid.

[bewerk] Isotopen

Meest stabiele isotopen
Iso	RA (%)	Halveringstijd	VV	VE (MeV)	VP
⁵³Mn	syn	3,74×10⁶ j	EV	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 halfwaardetijd varieert van enkele seconden tot miljoenen jaren.

[bewerk] 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.

Scheikundige Elementen en Isotopen

Periodiek systeem: Standaard | Alternatief | Elektronenconfiguratie

Isotopentabel: Op element: Compleet | In delen | Op atoommassa

Lijst met elementen: Op naam | Op symbool | Op nummer