Manganeso

-	iso.	AN	Periodo de semidesintegración	MD	ED M eV	PD	-	⁵²Mn	Sintético	5,591 d	ε	4,712	⁵²Cr	-	⁵³Mn	Sintético	3,74 x 10⁶ años	ε	0,597	⁵³Cr	-	⁵⁴Mn	Sintético	312,3 d	ε β^-	1,377 0,697	⁵⁴Cr ⁵⁴Fe	-	⁵⁵Mn	100%	Mn es estable con 30 neutrones

El manganeso es un elemento químico de número atómico 25 situado en el grupo 7 de la tabla periódica de los elementos y se simboliza como Mn.

Características principales

El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro. Es un metal duro y muy frágil, refractario y fácilmente oxidable. El manganeso metal puede ser ferromagnético, pero sólo después de sufrir un tratamiento especial.

Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3, +4, +6 y +7, aunque se han encontrado desde +1 a +7; los compuestos en los que el manganeso presenta estado de oxidación +7 son agentes oxidantes muy enérgicos. Dentro de los sistemas biológicos, el catión Mn⁺² compite frecuentemente con el Mg⁺². Se emplea sobre todo aleado con hierro en aceros y en otras aleaciones.

Aplicaciones

Es importante para la fabricación de aceros. El manganeso reacciona con el azufre presente formando sulfuro de manganeso, MnS, evitando que el azufre reaccione con el hierro (aumentando la fragilidad y siendo más difícil de forjar); también el exceso puede reaccionar con el carbono dando carburos de manganeso, mejorando las propiedades mecánicas del acero. Además, el manganeso tiene propiedades desoxidantes y evita la formación de burbujas.
La mayor parte del manganeso se emplea para obtener ferromanganeso (contiene un 80% en Mn). Esta aleación de manganeso y hierro se obtiene por reducción del óxido de hierro (III) Fe₂O₃, y el dióxido de manganeso, MnO₂.
También se emplea en el silicomanganeso, una aleación con un 60-70% en manganeso y un 15-30% en silicio.
Puede estar presente en otras aleaciones, por ejemplo con aluminio.
El dióxido de manganeso, MnO₂, se utiliza como despolarizador en pilas secas, llamadas también pilas tipo Leclanché o de cinc/carbono (Zn/C). También se encuentra en las pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO₂).
El MnO₂ también se emplea en la obtención de pinturas y en la decoloración del vidrio.
El MnO₂ puede emplearse como coprecipitante de elementos radiactivos: radio y sus hijos,y torio.Para el uranio tiene poca afinidad, pero si se combina con Fe(OH)₃, se pueden concentrar todos los emisores alfa. Siendo este método factible para eliminar posibles interferencias como el calcio y el magnesio

Historia

Se ha encontrado dióxido de manganeso, MnO₂, en pinturas rupestres (dando un color negro). También se han utilizado a lo largo de la historia, por ejemplo por los egipcios y los romanos, compuestos de manganeso para decolorar el vidrio o bien darle color. Asimismo se ha encontrado manganeso en la menas de hierro utilizadas por los espartanos, y se piensa que tal vez sea debido a esto la especial dureza de sus aceros.

En el siglo XVII, el químico alemán Glauber, produjo por primera vez permanganato, un reactivo de laboratorio bastante utilizado. A mediados del siglo XVIII, el dióxido de manganeso se empleó para la producción de cloro. El químico sueco Scheele fue el primero que descubrió que el manganeso era un elemento, pero fue J. G. Gahn quien lo aisló por reducción del dióxido con carbono.

A principios del siglo XIX se comenzó a probar el manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó que endurecía al acero, sin hacerlo más frágil.

Papel biológico

El manganeso es un oligoelemento; es considerado un elemento químico esencial para todas las formas de vida.

Se ha comprobado que el manganeso tiene un papel tanto estructural como enzimático. Está presente en distintos enzimas, destacando la superóxido dismutasa de manganeso (Mn-SOD), que cataliza la dismutación de superóxidos, O₂^-; la Mn-catalasa, que cataliza la dismutación de peróxido, H₂O₂; así como en la concavanila A (de la familia de las lectinas), en donde el manganeso tiene un papel estructural.

En humanos, el manganeso se absorbe en el intestino delgado, acabando la mayor parte en el hígado, de donde se reparte a diferentes partes del organismo.

Abundancia y obtención

Es el segundo metal más abundante en la corteza terrestre, por detrás del hierro, y está ampliamente distribuido.

Se encuentra en cientos de minerales, aunque sólo una docena tiene interés industrial. Destacan: pirolusita (MnO₂), psilomelana (MnO₂·H₂O), manganita (MnO(OH)), braunita (3Mn₂O₃·MnSiO₃), rodonita (MnSiO₃), rodocrosita (MnCO₃), hübnerita (MnWO₄), etc. También se ha encontrado en nódulos marinos, en donde el contenido en manganeso oscila entre un 15 y un 30%, y en donde sería posible extraerlo.

Los países con mayores yacimientos de minerales de manganeso son Sudáfrica, Ucrania y China.

El metal se obtiene por reducción de los óxidos con aluminio, y el ferromanganeso se obtiene también reduciendo los óxidos de hierro y manganeso con carbono.

Compuestos

El permanganato de potasio, KMnO₄, es un reactivo de laboratorio muy común debido a sus propiedades oxidantes.

El dióxido de manganeso, MnO₂ se emplea como despolarizador en pilas secas. También se puede usar para decolorar vidrio que presente color verde debido a la presencia de trazas de hierro. Este óxido también se emplea para dar color amatista al vidrio, y es responsable del color de la amatista (una variedad del cuarzo). Además, se utiliza en la producción de cloro y oxígeno.

Precauciones

El manganeso es un elemento esencial, siendo necesario un aporte de entre 1 a 5 mg por día, cantidad que se consigue a través de los alimentos.

El manganeso en exceso es tóxico. Exposiciones prolongadas a compuestos de manganeso, de forma inhalada u oral, pueden provocar efectos adversos en el sistema nervioso, respiratorio, y otros.

El permanganato potásico, KMnO₄, es corrosivo.

Referencias externas

ATSDR en Español - ToxFAQs™: manganeso
EnvironmentalChemistry.com - Manganese
International Manganese Institute
Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química del manganeso.
WebElements.com - Manganese

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