Manganeso

Manganesoa elementu kimiko bat da, Mn ikurra eta 25 zenbaki atomikoa dituena. Elementu aske gisa agertzen da naturan (gehienetan burdinarekin batera), bai eta mineral askotan ere. Metal hau aleazio industrialak egiteko erabiltzen da gehien bat. Manganeso-ioiek kolore asko dauzkatenez, pigmentuak ekoizteko baliatzen dira. Oxidazioetarako produktu kimikoak egiteko ere erabiltzen dira. Manganeso (II) ioiak zenbait entzimaren kofaktore gisa funtzionatzen du; hortaz, izaki bizidun guztiek behar dute, aztarna-elementu gisa bada ere.

Manganesoa
25 Kromoa ← Manganesoa → Burdina
25 Mn                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Manganesoa, Mn, 25
Serie kimikoa	trantsizio-metalak
Taldea, periodoa, orbitala	7, 4, d
Masa atomikoa	54,938045(5) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Ar] 4s2 3d5
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 15
Propietate fisikoak
Egoera	solidoa
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 7,21 g/L
Urtze-puntua	1.519 K (1.246 °C, 2.275 °F)
Irakite-puntua	2.334 K (2.061 °C, 3.742 °F)
Urtze-entalpia	12.91 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	221 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 26,32 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1.228 1.347 1.493 1.691 1.955 2.333
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	kubikoa
Oxidazio-zenbakia(k)	7, 6, 5 , 4, 3, 2, 1 (oxidoak: azidoa, basikoa edo anfoterikoa, oxidazio-egoeraren arabera)
Elektronegatibotasuna	1,55 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 717,3 kJ/mol 2.a: 1.509,0 kJ/mol 3.a: 3.248 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	114 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	161 pm
Erradio kobalentea	139 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 7,81
Soinuaren abiadura	5.150 m/s
Isotopo egonkorrenak
Manganesoaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 52Mn Sint. 5,591 e ε - 52Cr β+ 0,575 52Cr γ 0,7, 0,9, 1,4 - 53Mn Sint. 3,74x106 u ε - 53Cr 54Mn Sint. 312,3 e ε - 54Cr γ 0,834 - 55Mn %100 Mn egonkorra da 30 neutroirekin

Ezaugarri nagusiak

Gahn Johan Gottlieb

Manganesoa burdinaren antzeko metal gris-zurixka da. Gogorra eta oso distiratsua da, zailtasunez urtu eta erraz oxidatzen da. Bai manganesoa bai bere ioiak paramagnetikoak dira, alegia, propietate magnetiko sendoak erakusten dituzte kanpoko eremu magnetiko baten presentzian, nahiz eta ez diren iman iraunkor bihurtzen.

Manganesoaren oxidazio-egoera arruntenak +2, +3, +4, +6 eta +7 dira. Mn²⁺ eta Mg²⁺ sarritan lehiakideak dira sistema biologikoetan. Manganesoa +7 oxidazio-egoeran daukaten konposatuak oxidatzaile indartsuak dira.                        

Manganeso metal ezpurua, 1774.urtean isolatu  zuen lehen aldiz   Johan   Gottieb  Gahn, kimikari eta metalurgialari suediarrak.

Esan bezala, naturan mineraletan ageri da eta izaki bizidunok edaten dugun uretan ageri da Mn²⁺ katioi eran. Horrela lortuko dugu manganesoa, funtzio biologiko ezberdinak betetzeko.

Manganesoa metal gris distiratsua da, burdinaren antzekoa. Gogorra baina hauskorra da; zaila da hau urtzea, baina oso erraza da oxidatzea. Manganesoa zein bere ioi ohikoenak paramagnetikoak dira. Distira galtzen du airean uzten denean, eta berehala oxidatzen da uretan, burdinaren antzera.

Isotopoak

Manganesoak 6 isotopo ditu, zenbaki atomiko berarekin eta zenbaki masiko ezberdinarekin, neutroi kantitate ezberdinekin eta 30 neutroi duena izango da isotopo egonkorrena, Z=25 eta A=55 duena.

Gainontzeko isotopoak sintetikoki lortu daitezke, erreakzio nuklearren bidez, eta baliteke hauen aztarna minimoren bat aurkitzea naturan, baina ez liteke oso ohikoa izango, gehienez, A=54 edo A=56, egonkorrenaren inguruko isotopoak.

Manganesoaren kimika

Manganesoaren geruza elektronikoa

Manganesoaren oxidazio zenbaki ohikoenak +2,+3,+4,+6 eta +7 dira. VII oxidazio egoerako konposatuak (Mn₂O₇ oxido ezegonkorretik eratorriak), more koloreko permanganato ioiak (MnO₄^-) eta oxihaluro batzuk (MnO₃F eta MnO₃Cl) oxidatzaile oso sendoak^[1] dira. +5 (urdin) eta +6 (berde) oxidazio egoerako konposatuak oxidatzaile sendoak dira, eta normalean desproportzioak jasaten dute.

Manganesoaren oxidazio egoera egonkorrena +2 izango da, larrosa kolore argia izango duen espeziea delarik eta sulfato eta kloruroarekin batzeko joera daukala, MnSO₄ eta MnCl₂ konposatuak sortuz. Naturan, manganeso karbonato mineralen aurkitzen da, oxidazio egoera honetan, MnCO₃-n.

+3 oxidazio egoeran agertzean, manganeso azetato bezala ageri da. Baina oxidazio egoera hau ez da oso egonkorra, dismutatzeko joera dauka, manganeso +2 eta manganeso +4-ra. Manganeso +3 egoeran duten konposatu solidoen ezaugarria da kolore more-gorrizka izatea. Oxidazio egoera honetan, oktaedro distortzionatua agertzen da Jahn-Teller efektuaren ondorioz.

Manganesoaren +5 eta +6 egoerek lortzea ez da erraza izaten, dismutatu egiten baitira eta gainera, oxidatzaile sendoak diren espezieak sortze baitira. Halaber, +5 oxidazio egoera duen manganesoa lor daiteke, manganeso dioxidoa sodio nitrato gatz urtuan disolbatuz. Manganeso +6 gatzak lortu daitezke manganeso konposatuak disolbatzen, adibidez manganeso dioxidoa, urtutako gatz alkalino batean oxigenoaren presentzian.

Permanganto +7-aren konposatuak, kolore more intentsua daukate. Honen adibide batzuk, potasio permanganato, sodio permanganto edota bario permanganatoa dira. Gainera, hauek oxidatzaile oso sendoak dira. Ezagunena eta erabiliena, potasio permanganatoa izango da, kristal moreak eratzen dituena, Condy kristalak bezala ezagutzen dena. Bere propietate oxidatzaileak direla eta, laborategian erreaktibo oso erabilia da. Baita ere, bere kolore intentsu eta propietateengatik, medikuntza topikoan erabiltzen da eta haren disoluzioak erabiliak izan dira tindatzaile eta fixatzaile bezala, zelula biologiakoen prestakuntzarako elektroi mikroskopia egiteko.

Manganesoaren oxidazio-egoerak
0	Mn2(CO)10
+1	MnC5H4CH3(CO)3
+2	MnCl2, MnCO3, MnO
+3	MnF3, Mn(OAc)3 ,Mn2O3
+4	MnO2
+5	K3MnO4
+6	K2MnO4
+7	KMnO4, Mn2O7

Ugaritasuna eta lorpena

Pirolusita minerala

Manganesoa ugaria da, lurrazaren %0.085 osatzen du, 12. elementu ugariena^[2] eta trantsizio metalen artean hirugarrena da, Fe eta Ti atzean. Manganesoa agertu ohi da metakinetan oxido, oxido hidratatu edota karbonato eran. Ugarienak oxidoak dira, pirolusita (MnO₂) eta hausmanita (Mn₃O₄) eta karbonatoen artean rodoktosita (MnCO₃). Gehien bat Hego Afrikan, Ukraina, Australian Indian, Txinan, Brasilen eta Gabonen aurkitu daitezke metakin hauek.

Metakin hauen erosioaren ondorioz, oxido eta karbonato hauen partikula koloidalak ozeanoaren, gehien bat Pazifikoan, ohantzean metatu eta konpaktatu egiten dira, noduluak^[3] eratzen, normalean Ni, Cu eta Co duten mineralekin batera agertuz.

Prestaketa eta erabilerak

Manganeso mearen %90 baino gehiago altzairugintzan erabiltzen da, ferromanganesoa lortzeko gehien bat. Baita ere, altzairu gehienetan manganesoaren kantitateren bat gehitzen da herdoilgaitzago eta gogorrago bihurtzen duelako. Ferromanganesoak, %80-an manganesoa du, MnO₂ eta Fe₂O₃ kantitate zehatzetan kokearekin labe garai batean edo arku elektrikoko labean erreduzituz lortzen da.

Manganeso metal purua behar denean, manganeso (II) sulfato urtsuaren elektrolisia  eginez edo manganesoaren oxidoen aluminioaren bitartez egindako erredukzioaren bitartez lortzen da.

Beste erabileren artean, (CH₃C₅H₄)Mn(CO)₃ (MMT) manganesoaren konplexua,  hain zuzen ere, berun gabeko gasolinaren oktanajea handitzeko erabiltzen zen. MnO₂ ,kimika organikoan alkohol bentzilikoa oxidatzeko erabiltzen den konposatua da eta bateriak egiteko erabili egin da azken hamarkadetan, gehien bat pila alkalinoetan. 2002. urtean, 230,000 tona MnO₂ baino gehiago erabili zen bateria hauek egiteko.

Arriskuak

Manganesoaren konposatuak ez dira beste trantsizio metal batzuk bezain toxikoak (kuprea eta nikelaren konposatuenak, adibidez). Hala ere, ez da batere komenigarria manganeso hautsen edota lurrunen esposizio luzea jasatea (gehienezko balioa airetan 5 mg/m³ da, eta denbora gutxiz jasan daiteke). Gainera, manganesoaren toxizitatea lotuta dago atzerapen kognitiboarekin eta motrizitatearekin loturiko arazoekin.

Permanganatoak beste manganeso (II) konposatuek baino toxizitate altuagoa izaten du. Dosi hilgarria 10 g -koa da, pertsona batzuk jasan dute intoxikazio hau historian zehar. Bere ahalmen oxidatibo gogorrak mintz mukosoaren nekrosia dakar. Adibidez, permanganatoa irenstean hestegorriak narritadura handia jasaten du. Hesteek kantitate txiki bat xurgatzen dute, baina honek arazo larriak sortzen ditu giltzurrun eta gibelean^[4].

Erreferentziak

1. Holleman, A. F. (Arnold Frederick), 1859-. (1985). Lehrbuch der anorganischen Chemie. (91.-100., verb. und stark erw. Aufl. / von Nils Wiberg. argitaraldia) De Gruyter ISBN 3110075113. PMC 14949442. (Noiz kontsultatua: 2019-04-02).
2. Emsley, John.. (2001). Nature's building blocks : an A-Z guide to the elements. Oxford University Press ISBN 0198503415. PMC 46984609. (Noiz kontsultatua: 2019-04-02).
3. Wang, Xiaohong; Schröder, Heinz C.; Wiens, Matthias; Schlossmacher, Ute; Müller, Werner E. G.. (2009-4). «Manganese/polymetallic nodules: micro-structural characterization of exolithobiontic- and endolithobiontic microbial biofilms by scanning electron microscopy» Micron (Oxford, England: 1993) 40 (3): 350–358.  doi:10.1016/j.micron.2008.10.005. ISSN 0968-4328. PMID 19027306. (Noiz kontsultatua: 2019-04-02).
4. Ong, K L; Tan, T H; Cheung, W L. (1997-01-01). «Potassium permanganate poisoning--a rare cause of fatal self poisoning.» Emergency Medicine Journal 14 (1): 43–45.  doi:10.1136/emj.14.1.43. (Noiz kontsultatua: 2019-04-02).

Kanpo estekak

Manganese. 2019-03-11 (Noiz kontsultatua: 2019-03-05).

• Datuak: Q731
• Multimedia: Manganese / Q731

«WebElements Periodic Table » Manganese » the essentials» www.webelements.com (Noiz kontsultatua: 2019-03-05).

Greenwood, N. N. (Norman Neill). (). Chemistry of the elements. (2nd ed. argitaraldia) Butterworth-Heinemann ISBN 0750633654. PMC 37499934..

Advanced inorganic chemistry.. (6th edition. argitaraldia) ISBN 0471199575. PMC 39147745..