1. Fysiska egenskaper
Utseende och form
Silver-vit metallplåt eller plåt, ytan har en metallglans.
Spröd, hög hårdhet (Mohs hårdhet ca 5 ~ 6), dålig duktilitet, lätt att bryta vid bearbetning.
Densitet och smältpunkt
Densitet:7,2~7,4 g/cm³(nära järnets densitet, men tyngre än aluminium).
Smältpunkt:1244 grader, kokpunkt ca 1962 grader, flyktig vid hög temperatur.
Konduktivitet och magnetism
God elektrisk ledningsförmåga (konduktivitet ca.7,8×10⁶ S/m), men lägre än för koppar och aluminium.
Paramagnetisk, men de magnetiska egenskaperna är svaga, inte lämplig för starka magnetiska material.
Kristallstruktur
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 grader) blir kubisk med mitten i kroppen (-Mn).
2. Kemiska egenskaper
(1) Oxidationsreaktion
Oxidation vid rumstemperatur:
En brun oxidfilm (MnO₂ eller Mn₃O4) bildas på ytan i fuktig luft, reaktionsekvation:
2Mn+3O2→2MnO2 Oxidfilmen är tät och bromsar ytterligare korrosion, men långvarig exponering leder till kritning av lamellstrukturen.
Oxidation vid hög temperatur:
Vid uppvärmning över 500 grader sker snabb oxidation med bildning av Mn₃O4 eller MnO:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Reaktioner med syror
Späda syror:
Löser sig lätt i utspädd svavelsyra och saltsyra, frigör väte och bildar en lösning av Mn²⁺:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Reaktionen är våldsam, det är nödvändigt att kontrollera syrakoncentrationen (för att undvika passivering av koncentrerad syra).
Koncentrerad syra:
Reaktionen avbryts i koncentrerad svavelsyra eller koncentrerad salpetersyra på grund av passivering (bildning av en oxidfilm på ytan).
(3) Reaktion med alkali
Reagerar inte med starka baser (som NaOH) vid rumstemperatur, men kan reagera långsamt vid höga temperaturer för att bilda manganater:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Andra reaktioner
Reagerar med halogener:
När den upphettas reagerar den häftigt med Cl2 och Br2 för att bilda manganhalogenider (till exempel MnCl2).
Reaktion med svavel:
Vid höga temperaturer bildas mangansulfid (MnS), som används för att avsvavla järn och stål:
Mn+SAMnS
Återställande egenskaper:
Fungerar som ett starkt reduktionsmedel som ersätter metaller från högvärdiga metallsalter (till exempel reducerar Fe³⁺ till Fe²⁺).
3. Viktigt kemiskt beteende i applikationer
Ståltillverkning
Deoxidation: kombineras med syre i det smälta stålet för att bilda MnO, som flyter in i slaggen som ska avlägsnas:
Mn+O→MnO
Avsvavling: Kombinerar med svavel för att bilda MnS, vilket minskar svavelhalten i stål och ökar dess hållfasthet.
Batterimaterial
I litium-jonbatterier beror stabiliteten hos litiummanganat (LiMn₂O₄) på antioxidantkapaciteten hos mangan och stabiliteten hos gitterstrukturen.
Korrosionsbeständighet
Den oxiderar lätt av sig själv, men när den används som en legeringstillsats (till exempel i aluminiumlegeringar) bildar den en skyddande oxidfilm.