El manganeso es un metal plateado, similar al hierro, aunque mucho más frágil, en aleación con este puede producir aceros muy duros y con resistencia a la corrosión. Es un metal de transición muy abundante en los fondos marinos y con grandes aplicaciones como la elaboración de pilas secas, elaboración de pinturas y para aleaciones con otros metales.
¿Qué es?
Es un elemento químico, un metal de transición identificado con el número atómico 25 y ubicado en el grupo 7 de la tabla periódica bajo el símbolo Mn. Puede encontrarse como un elemento libre en la naturaleza y combinado con hierro u otros minerales.
Una de las mayores fuentes de manganeso es el fondo de los océanos, se estima que el 24% del manganeso de nuestro planeta se encuentra en él y existen grandes yacimientos en Rusia, Brasil, Australia, Gabón y la India.
Características del manganeso
Entre las características más básicas y conocidas del manganeso podemos mencionar:
- Es un metal de transición de color blanco grisáceo.
- Es duro y frágil, oxidable y ferromagnético si es tratado.
- Tiene los siguientes números de oxidación o valencias: 2,3,4,6 y 7 aunque en ocasiones se han encontrado compuestos con valencias del 1 al 7.
- Se emplea en aleaciones con aceros.
- Su número atómico es el 25.
- En la tabla periódica se encuentra entre el cromo y el hierro y tiene propiedades similares a estos.
- Se oxida con facilidad en presencia de oxígeno.
- Es muy reactivo, aunque en estado sólido reacciona lentamente, como polvo puede reaccionar con fuerza.
Propiedades físicas y químicas del manganeso
Serie química: Metales de transición.
Grupo, período, bloque: 7, 4, d.
Masa atómica: 54,938049 u.
Configuración electrónica: [Ar]3d54s2.
Electrones por nivel: 2, 8, 13, 2.
Radio medio: 140 pm
Electronegatividad: 1,55.
Calor específico: 480 J/(K·kg).
Conductividad eléctrica: 0,695 × 106 S/m.
Conductividad térmica: 7,82 W/(K·m).
Densidad: 7430 kg/m3
Entalpía de fusión: 12,05 kJ/mol.
Entalpía de vaporización: 226 kJ/mol.
Punto de ebullición: 2061 ℃.
Punto de fusión: 1246 ℃.
Velocidad del sonido: 5150 m/s a 293,15 K (20 °C).
Aplicaciones y usos
Se emplea manganeso en la gasolina sin plomo para incrementar el octanaje de esta y reducir el traqueteo del motor. También se utiliza en las baterías desechables.
Se aprovecha en la industria del acero y el hierro, es muy utilizado para elaborar acero inoxidable económico. Las aleaciones de manganeso y aluminio son altamente resistentes a la corrosión y es por eso que se emplea en las latas para bebidas.
En los laboratorios se suele emplear el óxido de manganeso para oxidar el alcohol bencílico. A su vez, el dioxígeno y el dicloro se procesan con dióxido de manganeso.
Se emplea un compuesto de manganeso para evitar que el vidrio se tinte de color verde a causa de una contaminación con hierro.
Se aprovecha en las industrias un compuesto de dióxido de manganeso para fabricar pinturas.
El manganeso también es empleado para fabricar monedas.
Historia y descubrimiento
El manganeso fue utilizado como sustancia pigmento en pinturas rupestres, también fue utilizado por egipcios y romanos para darle color al vidrio y se cree que los espartanos lo utilizaban aleado con su hierro para obtener aceros resistentes.
El manganeso era utilizado en forma de compuestos, por ejemplo, en el siglo XVII el químico alemán Glauber, presentó el permanganato como un reactivo de laboratorio, en el siglo siguiente, el dióxido de manganeso era empleado para producir cloro.
Se cree que el químico sueco Scheele fue el primero en asegurar que el manganeso era un elemento, pero no fue años después, en 1773 que Johan Gottlieb Gahnlogró aislarlo al reducir el dioxido de manganeso con carbono.
Sin embargo, nuevas investigaciones apuntan a que fue Ignatius Gottfried Kaim quien descubrió el manganeso en 1770 y es que publicó los pasos en su obra «De metalleis dubiis» un libro de escasa difusión.
No fue hasta inicios del siglo XIX que el manganeso se probó en aleaciones de acero y se descubrió que tenía la capacidad de endurecer el acero sin que este se volviera más frágil.
Importancia biológica
El manganeso es un oligoelemento, esto significa que es una sustancia necesaria para la vida. En nuestro cuerpo es necesario para regular los niveles de azúcar en sangre y mantener la energía celular, para el funcionamiento del sistema inmune, para reproducirnos, para digerir alimentos, para el crecimiento de nuestro esqueleto, para la hemostasia y la coagulación.
Se encuentra en las enzimas y actúa como un catalizador. En nuestro cuerpo es absorbido por el intestino delgado y es almacenado en el hígado y los riñones, desde donde se reparte a todo el organismo.
En el caso de las plantas es necesario en la fotosíntesis oxigénica, siendo encontrado en las membranas de los cloroplastos y es la parte responsable de foto-oxidar el agua durante la fase lumínica de la fotosíntesis.
Abundancia y obtención
El manganeso es el duodécimo elemento más abundante en la corteza de nuestro planeta y lo puedes encontrar en diferentes minerales como:
- Pirolusita (MnO2)
- Manganita (MnO(OH))
- Rodonita (MnSiO3)
- Rodocrosita (MnCO3)
- Hübnerita (MnWO4)
- Braunita (3Mn2O3·MnSiO3)
- Psilomelana (MnO2·H2O)
En el fondo del mar también se han encontrado fuentes de manganeso e incluso se estima que es posible extraerlo.
Los países que tienen un mayor número de yacimientos de manganeso son China, Bolivia, Sudáfrica y Ucrania.
Para obtener manganeso es necesario reducir los óxidos de aluminio y si se desea obtener ferromanganeso basta con reducir los óxidos de hierro y manganeso con carbono.
Precauciones
Es un elemento esencial para nuestra salud y nuestro cuerpo necesita de 1 a 5 mg por día, cantidad que obtenemos por medio de los alimentos. Sin embargo, los compuestos de manganeso son tóxicos, si estamos expuestos a ellos, ya sea inhalándolos o consumiéndolos, pueden afectar el sistema nervioso y respiratorio.
Además, existen compuestos como el permanganato de potasio, KMnO4, que en contacto de la piel puede provocar lesiones, pues es corrosivo.
Si inhalas polvo de manganeso tu salud se verá afectada, este polvo suele encontrarse en zonas donde elaboran acero, vidrio, cerámica, linóleo, vidrios, pilas secas, fósforos y fuegos artificiales, es por eso que la ley regula la proporción de este polvo y establece como seguros solo 5 mg por cada metro cúbico de aire.
Etimología
Su nombre proviene de las propiedades magnéticas tienen los minerales de pirolusita, es decir, del latín “magnes” que significa imán.