Manganeso ( ˈmæŋgəniːz ) es un elemento químico que tiene el manganeso del símbolo y número atómico 25. Se encuentra como el elemento libre en naturaleza (a menudo conjuntamente con el hierro), y en muchos minerales. El elemento libre es un metal con aplicaciones industriales importantes de la aleación del metal. Los iones del manganeso se colorean vario, y se utilizan industrial como pigmentos y como productos químicos de la oxidación. Los iones del manganeso (ii) funcionan pues los cofactores para un número de enzimas y el elemento son así un mineral required del rastro para todos los organismos vivos sabidos.

Características químicas notables

El manganeso es un metal blanco grisáceo que se asemeja al hierro. Es un metal duro y es muy frágil, fusible con dificultad, pero oxidado fácilmente. El metal del manganeso y sus iones comunes son el paramagnético. Esto significa que, mientras que el metal del manganeso no forma un imán permanente, exhibe características magnéticas fuertes en presencia de un campo magnético externo.

Los estados de oxidación mas comunes del manganeso son +2, +3, +4, +6 y +7, aunque los estados de oxidación a partir del +1 a +7 se observan. Mn²⁺ compite a menudo con Mg²⁺ en sistemas biológicos, y los compuestos del manganeso donde está el manganeso en el estado de oxidación +7 son oxidante de gran alcance .

Compuestos industrial importantes

El tricarbonyl del manganeso de Methylcyclopentadienyl se utiliza como añadido en la gasolina sin plomo para alzar el grado de octano y para reducir el motor que golpea. El manganeso en este compuesto organometalic inusual está en el estado de oxidación +1.

El estado de oxidación más estable para el manganeso es +2, que tiene un color de rosa al color rojo, y mucho manganeso (II) los compuestos se saben, por ejemplo el manganeso (II) el sulfato (MnSO₄) y manganeso (II) el cloruro (MnCl₂). Este estado de oxidación también se considera en el Rhodochrosite mineral, (manganeso (II) el carbonato ). El estado de oxidación +2 es el uso del estado en los organismos de vida para las funciones esenciales; todos los otros estados son mucho más tóxicos.

El estado de oxidación +3 se sabe, en compuestos tales como manganeso (III) el acetato, pero éstos es oxidante absolutamente de gran alcance .

Manganeso (IV) el óxido (dióxido del manganeso, MnO₂) se utiliza como reactivo en la química orgánica para la oxidación de los alcoholes benzylic (es decir adyacente a un anillo aromático ). El dióxido del manganeso se ha utilizado puesto que antigüedad oxidatively para neutralizar el tinte verdoso en el vidrio causado por cantidades de rastro de contaminación del hierro. MnO₂ también se utiliza en la fabricación de oxígeno y de clorina, y en pinturas del negro de la sequedad. En algunas preparaciones es un pigmento marrón que se puede utilizar para hacer que el pinta y es un componente del Umber natural .

Manganeso (IV) el óxido fue utilizado en el tipo original de la batería de la pila seca como aceptador del electrón del cinc, y es el material negruzco encontrado al abrir el tipo células del carbón-cinc de la linterna. El mismo material también funciona en los acumuladores alcalinos (generalmente pilas de batería) de un más nuevo, que utilizan la misma reacción básica, solamente una diversa mezcla del electrólito.

El manganeso que fosfata se utiliza como un tratamiento para el moho y prevención de corrosión en el acero.

Los compuestos del manganeso del permanganato (estado de oxidación +7) son púrpuras, y pueden colorear el vidrio un color amethyst. El permanganato de potasio, el permanganato del sodio y el permanganato son todo del bario oxidantes potentes. El permanganato de potasio, también llamado los cristales de Condy, es un reactivo de uso general del laboratorio debido a sus características oxidantes y los hallazgos utilizan como medicina tópica (por ejemplo, en el tratamiento de las enfermedades de los pescados). Las soluciones del permanganato de potasio estaban entre las primeras manchas y fijadores que se utilizarán en la preparación de células y de tejidos biológicos para la microscopia electrónica.

Substitutos del : El manganeso de no tiene ningún substituto satisfactorio en sus usos importantes, que se relacionan con el uso metalúrgico de la aleación. En usos de menor importancia, (e., manganeso que fosfata ), el cinc y el vanadio es a veces substitutos viables. En la fabricación disponible de la batería, las células estándar y alcalinas usar el manganeso serán substituidas probablemente eventual sobre todo por tecnología de la batería de litio .

Se espera que el nivel y la naturaleza totales del uso del manganeso en los Estados Unidos sigan siendo casi iguales en el próximo trimestre. Ningunas tecnologías prácticas existen para substituir el manganeso por otros materiales o para usar depósitos domésticos u otras acumulaciones para reducir la dependencia completa de los Estados Unidos de otros países para el manganeso Oregón.

Aleaciones del metal

El manganeso es esencial de planchar y la producción de acero en virtud de su sulfuro-fijación, que desoxida, y que alea características de . La acería, incluyendo su componente de la producción de hierro, ha explicado la mayoría de la demanda del manganeso, actualmente en la gama de el 85% a el 90% de la demanda total. Entre una variedad de otras aplicaciones, el manganeso es un componente clave de las formulaciones baratas del acero inoxidable y de las aleaciones de aluminio de cierto ampliamente utilizado .

El metal se utiliza muy de vez en cuando en monedas; las únicas monedas de Estados Unidos para utilizar el manganeso eran el " wartime" níquel de 1942– 1945, y, desde 2000, el dólar acuña . La UE utiliza el manganeso en 1 y 2 monedas euro, debido a disponibilidad mayor y más barata.

Historia

El origen del manganeso conocido es complejo. En épocas antiguas, dos minerales negros de la magnesia en cuál ahora es Grecia moderna eran ambos magnes llamados del, pero fueron pensados para diferenciar en género. El hierro atraído masculino de los magnes del, y era el mineral de hierro que ahora sabemos como la piedra imán o magnetita, y que probablemente nos dio el imán del término. El mineral femenino de los magnes del no atrajo el hierro, sino fue utilizado para decolorar el vidrio. Los magnes femeninos de este más adelante fueron llamados la magnesia del, ahora sabida en tiempos modernos como el Pyrolusite o dióxido del manganeso. Este mineral nunca es magnético (aunque el manganeso sí mismo es el paramagnético). En el siglo XVI, el 3ultimo compuesto fue llamado esum del n ga del n ma (observar las dos n en vez de una) por los vidrieros, posiblemente como corrupción de dos palabras puesto que los alquimistas y los vidrieros tuvieron que distinguir eventual un negra (el mineral negro) de la magnesia del de la magnesia alba (un mineral blanco del, también de la magnesia, también útil en vidriería). Mercati llamó el Manganesa del negra de la magnesia, y finalmente el metal aislado de él se conocía como manganeso (alemán del : Mangan). La magnesia conocida del entonces fue utilizada eventual para referirse solamente a la magnesia blanca alba (óxido de magnesio), que proporcionó el magnesio conocido para ese elemento libre, cuando fue aislada eventual, mucho más adelante.

Los compuestos del manganeso eran funcionando en épocas prehistóricas; las pinturas que fueron pigmentadas con el dióxido del manganeso se pueden remontar detrás 17. Los egipcios y los compuestos usados los romanos del manganeso en vidriería, a quitan color del vidrio o agregan color a él. El manganeso se puede encontrar en los minerales de hierro usados por el Spartans . Algunos especulan que la dureza excepcional de aceros espartanos deriva de la producción inadvertida de una aleación del hierro-manganeso.

En el siglo XVII, el alemán Juan Glauber del químico primero produjo el permanganato, un reactivo de laboratorio útil (aunque alguna gente cree que fue descubierto por el enciende Kaim en 1770). Por el siglo de mid-18th, el dióxido del manganeso era funcionando en la fabricación de clorina (que produce cuando está mezclado con el ácido hidroclórico, o comercialmente con una mezcla del ácido sulfúrico diluído y de cloruro sódico). El sueco Scheele del químico era el primer para reconocer que el manganeso era un elemento, y su colega, Juan Gottlieb Gahn, aisló el elemento puro en 1774 con la reducción del dióxido con el carbón . Alrededor del principio del siglo XIX, los científicos comenzaron a explorar el uso del manganeso en acería, con las patentes que eran concedidas para su uso en ese entonces. En 1816, fue observado que el adición del manganeso al hierro lo hizo más duro, sin la fabricación de él más frágil. En 1837, el académico británico James Couper observó una asociación entre la exposición pesada al manganeso en minas con una forma de la enfermedad de Parkinson . En 1912, el manganeso que fosfataba las escalas de conversión electroquímicas de para las armas de fuego de protección contra moho y la corrosión fueron patentados en los Estados Unidos, y han visto uso extenso desde que.

En el vigésimo siglo, el dióxido del manganeso ha considerado uso comercial amplio como el principal material catódico para las pilas secas disponible comercial y las baterías secas del tipo estándar (carbón-cinc) y alcalino.

Papel biológico

El manganeso es un alimento esencial del rastro en todas las formas de vida.

Las clases de enzimas que tengan cofactores del manganeso son muy amplias e incluyen las clases tales como las óxidorreductasas, las transferasas, las hidrolasas, las liasas, las isomerasas, las ligasas, el Lectins, y el Integrins . Los transcriptases del revés de muchos Retroviruses (sin embargo no Lentiviruses tal como VIH ) contienen el manganeso. Los polipéptidos más conocidos manganeso-que contienen pueden ser Arginase, la toxina, y Manganeso-contener de la difteria la dismutasa (Manganeso-CÉSPED del superóxido).

El Manganeso-CÉSPED es el tipo de CÉSPED presente en mitocondrias eucarióticas, y también en la mayoría de las bacterias (este hecho está en armonía con la teoría del bacteriano-origen de mitocondrias). La enzima del Manganeso-CÉSPED es probablemente una del más antigua, porque casi todos los organismos que viven en presencia del oxígeno lo utilizan para ocuparse de los efectos tóxicos del superóxido, formados de la 1 reducción del electrón del dioxygen. Las excepciones incluyen algunas clases de bacterias tales como lactobacilo plantarum y lactobacilos relacionados, que utilizan un diverso mecanismo non-enzymatic, implicando los iones del manganeso (Mn²⁺) complexed con el polifosfato directo para esta tarea, indicando cómo esta función desarrollada posiblemente en vida aerobia.

El manganeso es también importante en la evolución fotosintética del oxígeno en los cloroplastos en las plantas, que están también evolutionarily de origen bacteriano. El oxígeno que desarrolla complejo (OEC), una enzima agua-oxidante contenida en membrana del cloroplasto, y que está implicado en la fotooxidación terminal del agua durante las reacciones de la luz de la fotosíntesis, tiene una base del metalloenzyme el contener de cuatro átomos de manganeso por esta razón, la mayoría de los fertilizantes de planta del amplio-espectro contienen el manganeso.

Ocurrencia

El manganeso ocurre principalmente como Pyrolusite ( MnO₂ ), y en un grado inferior como Rhodochrosite ( MnCO₃ ). Los recursos cones base en tierra son grandes pero distribuidos irregular; las de los Estados Unidos son calidad muy inferior y tienen costes potencialmente altos de la extracción. Sobre el 80% de manganeso sabido del mundo los recursos se encuentran en Suráfrica y Ucrania. Otros depósitos importantes del manganeso están en China, Australia, el Brasil, Gabón, la India, y México.

Fuentes de la importación de los E. (1998-2001): Mineral del manganeso: Gabón, el 70%; Suráfrica, el 10%; Australia, el 9%; México, el 5%; y otro, el 6%. Ferromanganeso: Suráfrica, el 47%; Francia, el 22%; México, el 8%; Australia, el 8%; y otro, el 15%. Manganeso contenido en todas las importaciones del manganeso: Suráfrica, el 31%; Gabón, el 21%; Australia, el 13%; México, el 8%; y otro, el 27%.

El manganeso se mina en el Burkina Faso y el Gabón .

Las cantidades extensas de manganeso existen en los nódulos del manganeso en el suelo marino . Las tentativas de encontrar métodos económicamente viables de cosechar nódulos del manganeso fueron abandonadas en los años 70 .

El considera también los minerales del manganeso.

Isótopos

considera también: Isótopos l manganeso El manganeso natural se compone de 1 isótopo estable ; ⁵⁵Mn. 18 radioisótopos se han caracterizado con ser más estable ⁵³Mn con un período de 3.7 millones de años, ⁵⁴Mn con un período de 312.3 días, y ⁵²Mn con un período de 5. Todos los isótopos radiactivos restante tienen períodos que sean menos de 3 horas y la mayoría de éstos tiene períodos que sean menos de 1 minuto. Este elemento también tiene 3 estados de la meta

El manganeso es parte del grupo del hierro de elementos que probablemente se sinteticen en la explosión grande de la supernova de las estrellas poco antes. ⁵³Mn decae al Cr de ⁵³ con un período de 3. Debido a su período relativamente corto, ⁵³Mn es un radionúclido extinto . El contenido isotópico del manganeso se combina típicamente con el contenido isotópico del cromo y ha encontrado el uso en la geología del isótopo y la datación radiométrica . Los cocientes isotópicos del Manganeso-Cr refuerzan la evidencia del Al de ²⁶ y del paladio de ¹⁰⁷ para la historia temprana de la Sistema Solar . Las variaciones en ⁵³Cr/⁵²Cr y los cocientes de Mn/Cr de varios meteoritos indican que un cociente inicial de ⁵³Mn/⁵⁵Mn que sugiere sistemática isotópica del Manganeso-Cr debe resultar del decaimiento "in-situ" de ⁵³Mn en cuerpos planetarios distinguidos. Por lo tanto ⁵³Mn proporciona la evidencia adicional para los procesos nucleosynthetic inmediatamente antes de la fusión de la Sistema Solar .

Los isótopos del manganeso se extienden en el peso atómico a partir el 46 u (⁴⁶Mn) a 65 u (⁶⁵Mn). El modo de decaimiento primario antes del isótopo estable más abundante, ⁵⁵Mn, es la captura de electrón y el modo primario después de es el decaimiento beta .

Precauciones

Los compuestos del manganeso son menos tóxicos que los de otros metales extensos por ejemplo el níquel y el de cobre. La exposición al manganeso saca el polvo y los humos no deben exceder el valor del techo de 5 mg/m³ incluso por períodos cortos debido a su nivel de la toxicidad. El manganeso plantea un riesgo particular para los niños debido a su propensión a atar a los receptores CH-7. El envenenamiento del manganeso se ha ligado a las habilidades de motor deterioradas y a los desordenes cognoscitivos.

Las soluciones ácidas del permanganato oxidarán cualquier material orgánico que entren en el contacto con. El proceso de la oxidación puede generar bastante calor para encender algunas sustancias orgánicas.

En 2005, un estudio sugirió un acoplamiento posible entre la inhalación del manganeso y la toxicidad del sistema nervioso central en ratas. Se presume que la exposición de largo plazo al manganeso natural en agua de la ducha pone a hasta 8.7 millones de americanos a riesgo.

Una forma de neurodegeneration similar a la enfermedad de Parkinson llamó el " Manganism " se ha ligado a la exposición del manganeso entre mineros y fundidores desde el siglo XIX temprano. Las alegaciones del manganism inhalación-inducido se han hecho con respecto a la industria de soldadura. La exposición del manganeso es regulada por la Occupational Safety and Health Administration .

Ver también

Parkerize
Permanganato de potasio
Imán
Elemento químico
Tabla periódica
Manganism

.

Zenithic

Salomón Torres

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