1. Fysiske egenskaper
Utseende og form
Sølv-hvit metallplate eller -plate, overflaten har en metallisk glans.
Sprø, høy hardhet (Mohs hardhet ca. 5 ~ 6), dårlig duktilitet, lett å bryte ved bearbeiding.
Tetthet og smeltepunkt
Tetthet:7,2~7,4 g/cm³(nær tettheten til jern, men tyngre enn aluminium).
Smeltepunkt:1244 grader, kokepunkt ca. 1962 grader, flyktig ved høy temperatur.
Konduktivitet og magnetisme
God elektrisk ledningsevne (ledningsevne ca.7,8×10⁶ S/m), men lavere enn for kobber og aluminium.
Paramagnetisk, men de magnetiske egenskapene er svake, ikke egnet for sterke magnetiske materialer.
Krystallstruktur
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 grader) blir kubisk med midten i kroppen (-Mn).
2. Kjemiske egenskaper
(1) Oksidasjonsreaksjon
Oksidasjon ved romtemperatur:
En brun oksidfilm (MnO₂ eller Mn₃O₄) dannes på overflaten i fuktig luft, reaksjonsligning:
2Mn+3O2→2MnO2 Oksydfilmen er tett og bremser ytterligere korrosjon, men langvarig eksponering fører til kalking av lamellstrukturen.
Høy temperatur oksidasjon:
Ved oppvarming til over 500 grader skjer rask oksidasjon med dannelse av Mn₃O4 eller MnO:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Reaksjoner med syrer
Fortynne syrer:
Løser seg lett opp i fortynnede svovel- og saltsyrer, frigjør hydrogen og danner en løsning av Mn²⁺:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Reaksjonen er voldsom, det er nødvendig å kontrollere syrekonsentrasjonen (for å unngå passivering med konsentrert syre).
Konsentrert syre:
Reaksjonen stopper i konsentrert svovelsyre eller konsentrert salpetersyre på grunn av passivering (dannelse av en oksidfilm på overflaten).
(3) Reaksjon med alkali
Reagerer ikke med sterke baser (som NaOH) ved romtemperatur, men kan reagere sakte ved høye temperaturer for å danne manganater:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Andre reaksjoner
Reagerer med halogener:
Når den varmes opp, reagerer den voldsomt med Cl2 og Br2 for å danne manganhalogenider (for eksempel MnCl2).
Reaksjon med svovel:
Ved høye temperaturer dannes mangansulfid (MnS), som brukes til å avsvovle jern og stål:
Mn+SAMnS
Restorative egenskaper:
Fungerer som et sterkt reduksjonsmiddel som fortrenger metaller fra høyverdige metallsalter (for eksempel reduserer Fe³⁺ til Fe²⁺).
3. Kjemisk nøkkeladferd i applikasjoner
Stålproduksjon
Deoksidering: kombineres med oksygen i det smeltede stålet for å danne MnO, som flyter inn i slagget som skal fjernes:
Mn+O→MnO
Avsvovling: Kombinerer med svovel for å danne MnS, reduserer svovelinnholdet i stål og øker dets styrke.
Batterimaterialer
I litium-ionbatterier avhenger stabiliteten til litiummanganat (LiMn₂O₄) av antioksidantkapasiteten til mangan og stabiliteten til gitterstrukturen.
Korrosjonsbestandighet
Det oksiderer lett av seg selv, men når det brukes som legeringsadditiv (for eksempel i aluminiumslegeringer) danner det en beskyttende oksidfilm.