1. Fizikai tulajdonságok
Megjelenés és forma
Ezüst-fehér fémlemez vagy lemez, a felület fémes fényű.
Törékeny, nagy keménységű (Mohs-keménység kb. 5-6), gyenge alakíthatóság, feldolgozáskor könnyen törhető.
Sűrűség és olvadáspont
Sűrűség:7,2-7,4 g/cm³(közel a vas sűrűségéhez, de nehezebb, mint az alumínium).
Olvadáspont:1244 fok, forráspontja körülbelül 1962 fok, magas hőmérsékleten illékony.
Vezetőképesség és mágnesesség
Jó elektromos vezetőképesség (vezetőképesség kb.7,8×10⁶ S/m), de alacsonyabb, mint a rézé és az alumíniumé.
Paramágneses, de a mágneses tulajdonságok gyengék, nem alkalmasak erős mágneses anyagokhoz.
Kristály szerkezet
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 fok) köbössé válik a test középpontjával (-Mn).
2. Kémiai tulajdonságok
(1) Oxidációs reakció
Oxidálás szobahőmérsékleten:
Nedves levegőben barna oxidfilm (MnO₂ vagy Mn₃O4) képződik a felületen, reakcióegyenlet:
2Mn+3O2→2MnO2 Az oxidréteg sűrű és lassítja a további korróziót, de a hosszan tartó expozíció a lamellás szerkezet krétásodásához vezet.
Magas hőmérsékletű oxidáció:
500 fok fölé melegítve gyors oxidáció megy végbe Mn3O4 vagy MnO képződésével:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Reakciók savakkal
Híg savak:
Könnyen oldódik híg kénsavban és sósavban, hidrogént bocsát ki és Mn2⁺ oldatot képez:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ A reakció heves, a savkoncentráció szabályozása szükséges (a tömény sav általi passziváció elkerülése érdekében).
Tömény sav:
A reakció leáll tömény kénsavban vagy tömény salétromsavban passziváció következtében (oxidfilm képződése a felületen).
(3) Reakció lúggal
Szobahőmérsékleten nem lép reakcióba erős bázisokkal (például NaOH), de magas hőmérsékleten lassan reagálhat manganátokat képezve:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Egyéb reakciók
Halogénekkel reagál:
Hevítéskor hevesen reagál Cl2-vel és Br2-vel, és mangán-halogenideket (például MnCl2-t) képez.
Reakció kénnel:
Magas hőmérsékleten mangán-szulfid (MnS) képződik, amelyet vas és acél kéntelenítésére használnak:
Mn+SΔMnS
Helyreállító tulajdonságok:
Erős redukálószerként működik, kiszorítva a fémeket a nagy vegyértékű fémsókból (például Fe3⁺-t Fe2⁺-vé redukálva).
3. Kulcsfontosságú kémiai viselkedés az alkalmazásokban
Acélgyártás
Deoxidáció: az olvadt acélban lévő oxigénnel egyesül MnO-t képezve, amely az eltávolítandó salakba úszik:
Mn+O→MnO
Kénmentesítés: Kénnel kombinálva MnS-t képez, csökkentve az acél kéntartalmát és növelve a szilárdságát.
Akkumulátor anyagok
A lítium-ion akkumulátorokban a lítium-manganát (LiMn₂O₄) stabilitása a mangán antioxidáns kapacitásától és a rácsszerkezet stabilitásától függ.
Korrózióállóság
Önmagában könnyen oxidálódik, de ötvöző adalékként használva (például alumíniumötvözetekben) védő oxidfilmet képez.