1. Φυσικές ιδιότητες
Εμφάνιση και σχήμα
Ασημί-λευκό μεταλλικό φύλλο ή πλάκα, η επιφάνεια έχει μεταλλική γυαλάδα.
Εύθραυστο, υψηλή σκληρότητα (σκληρότητα Mohs περίπου 5~6), κακή ολκιμότητα, εύκολο να σπάσει κατά την επεξεργασία.
Πυκνότητα και σημείο τήξης
Πυκνότητα:7,2~7,4 g/cm³(κοντά στην πυκνότητα του σιδήρου, αλλά βαρύτερο από το αλουμίνιο).
Σημείο τήξης:1244 μοίρες, σημείο βρασμού περίπου 1962 βαθμούς, πτητικό σε υψηλή θερμοκρασία.
Αγωγιμότητα και μαγνητισμός
Καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα (αγωγιμότητα περίπου.7,8×106 S/m), αλλά χαμηλότερο από αυτό του χαλκού και του αλουμινίου.
Παραμαγνητικό, αλλά οι μαγνητικές ιδιότητες είναι αδύναμες, ακατάλληλες για ισχυρά μαγνητικά υλικά.
Κρυσταλλική δομή
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 μοίρες) γίνεται κυβικό με το κέντρο στο σώμα (-Mn).
2. Χημικές ιδιότητες
(1) Αντίδραση οξείδωσης
Οξείδωση σε θερμοκρασία δωματίου:
Ένα καφέ φιλμ οξειδίου (MnO2 ή Mn3O4) σχηματίζεται στην επιφάνεια σε υγρό αέρα, εξίσωση αντίδρασης:
2Mn+3O2→2MnO2 Η μεμβράνη οξειδίου είναι πυκνή και επιβραδύνει την περαιτέρω διάβρωση, αλλά η παρατεταμένη έκθεση οδηγεί σε κιμωλίαση της φυλλωτής δομής.
Οξείδωση υψηλής θερμοκρασίας:
Όταν θερμαίνεται πάνω από 500 βαθμούς, λαμβάνει χώρα ταχεία οξείδωση με το σχηματισμό Mn3O4 ή MnO:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Αντιδράσεις με οξέα
Αραιωμένα οξέα:
Διαλύεται εύκολα σε αραιό θειικό και υδροχλωρικό οξύ, απελευθερώνει υδρογόνο και σχηματίζει διάλυμα Mn2+:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Η αντίδραση είναι βίαιη, είναι απαραίτητος ο έλεγχος της συγκέντρωσης του οξέος (για να αποφευχθεί η παθητικοποίηση από συμπυκνωμένο οξύ).
Συμπυκνωμένο οξύ:
Η αντίδραση σταματά σε πυκνό θειικό οξύ ή πυκνό νιτρικό οξύ λόγω παθητικοποίησης (σχηματισμός φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια).
(3) Αντίδραση με αλκάλια
Δεν αντιδρά με ισχυρές βάσεις (όπως NaOH) σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά μπορεί να αντιδράσει αργά σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματίσει μαγγανικά άλατα:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Άλλες αντιδράσεις
Αντιδρά με αλογόνα:
Όταν θερμαίνεται, αντιδρά βίαια με Cl2 και Br2 για να σχηματίσει αλογονίδια μαγγανίου (για παράδειγμα, MnCl2).
Αντίδραση με θείο:
Σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζεται θειούχο μαγγάνιο (MnS), το οποίο χρησιμοποιείται για την αποθείωση του σιδήρου και του χάλυβα:
Mn+SΔMnS
Αποκαταστατικές ιδιότητες:
Δρα ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας, εκτοπίζοντας μέταλλα από άλατα μετάλλων υψηλού σθένους (για παράδειγμα, αναγωγή Fe3+ σε Fe2+).
3. Βασική χημική συμπεριφορά σε εφαρμογές
Χαλυβουργία
Αποξείδωση: συνδυάζεται με το οξυγόνο στον λιωμένο χάλυβα για να σχηματίσει MnO, το οποίο επιπλέει στη σκωρία που πρόκειται να αφαιρεθεί:
Mn+O→MnO
Αποθείωση: Συνδυάζεται με θείο για να σχηματίσει MnS, μειώνοντας την περιεκτικότητα του χάλυβα σε θείο και αυξάνοντας την αντοχή του.
Υλικά μπαταρίας
Στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, η σταθερότητα του μαγγανικού λιθίου (LiMn2O4) εξαρτάται από την αντιοξειδωτική ικανότητα του μαγγανίου και τη σταθερότητα της δομής του πλέγματος.
Αντοχή στη διάβρωση
Οξειδώνεται εύκολα από μόνο του, αλλά όταν χρησιμοποιείται ως πρόσθετο κράματος (για παράδειγμα, σε κράματα αλουμινίου) σχηματίζει ένα προστατευτικό φιλμ οξειδίου.