Mn/Mangaan
chemisch-element
Exact wat je zoekt

25

Mn/Mangaan

Het grijsgrauwe mangaan lijkt op ijzer, maar is harder en bovendien erg bros. Ongeveer driekwart van de mangaanproductie wordt gebruikt in legeringen; het dient vooral als legeringselement in staal. Mangaan komt onder andere voor in ‘mangaanknollen’ op de bodem van de oceanen. Het speelt ook een belangrijke rol in de fotosynthese, in het bijzonder in de moleculaire complexen die energie uit zonlicht benutten om watermoleculen te splitsen. Mangaan werd in hetzelfde jaar ontdekt als zuurstof.

Symbool

Mn

Protonen/elektronen

25

Groep

7

Isotopen

55Mn

Periode

4

Elektronenconfiguratie

[Ar] 4s2 3d5

Blok

d

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,13,2

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

1,6 (Pauling)

Dichtheid

7300 kg m-3

Atoomstraal

129 . 10-12 m

Smeltpunt

1246 oC (1519 K)

Relatieve atoommassa

54.938

Kookpunt

2061 oC (2334 K)

Soortelijke warmte

-

Warmtegeleidingscoëfficiënt

-

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Staal: railwissel, gereedschap, wielas, kluis, ploegijzer

Dit zijn allemaal toepassingen van Hadfieldstaal. Deze staalsoort bevat – naast ijzer – tot 14 % man­gaan en 1,25 % koolstof. Het is ontwikkeld voor gebruik in situa­ties die hoge eisen stellen aan schok bestendigheid en slijt­vast­heid. Deze staalsoort is ook zeer goed bestand tegen weersinvloe­den, hard en niet-magnetisch. Je vindt het ook in baggerwerktuigen en bepantseringsplaat. Een opmerkelijke toepassing van Hadfieldstaal is in tralies en deuren van gevangenissen. Bij een poging tot doorvijlen treedt plaatselijk verharding van het metaal op en wordt de vijl onbruikbaar.

Batterij

Mangaandioxide (MnO2 bruinsteen) wordt toegepast in de klassieke batterij volgens het principe van de cel van Leclanché. Deze bestaat uit een zinken omhulsel gevuld met onder meer bruinsteen (MnO2), een koolstaafje of koolpoeder, en ammoniumchlori­de, dat voor een goede geleiding van de stroom zorgt.

De cel is niet oplaadbaar, heeft een spanning van 1,5 V en kent een breed scala aan toepassingen. Deze batterijsoort wordt meer en meer vervangen door de alkalinebatterij, die volgens hetzelfde principe werkt.

Meststof

Mangaan is een zeer belangrijk (sporen)element voor planten, in het bijzonder in de teelt van groenten en citrusvruchten. Om tekort aan mangaan te voorkomen, wordt mangaansulfaat (MnSO4) of mangaanacetaat (Mn(CH3COO)2) toegevoegd.

Ook voor dieren en mensen is het een onmisbaar sporenelement, dat onder andere een rol speelt bij de opname van vitamine B1.

Pigment

Het gebruik van mangaanoxide als pigment stamt al uit zeer oude tijden. De Egyptenaren en Romeinen gebruikten het mangaanmineraal pyrolusiet bij de productie van glas, zowel om kleuren toe te voegen, als om kleuren te verwijderen.

Glas krijgt door toevoeging van mangaanoxide (MnO2, ook bekend als bruinsteen) een violet­te, bruine of zwarte kleur. De kleur is afhankelijk van de bereidingswijze en de samenstel­ling van het glas. Ook de specifieke violette kleur van de kwartssteen amethist is het gevolg van sporen mangaanverbindingen.

In keramische materia­len zoals stenen en tegels zorgt bruinsteen (vaak in combinatie met andere metaaloxiden, zoals die van ijzer en chroom) voor een donkerbruine of zwarte kleur. Ook sommige soorten bakstenen worden gekleurd met bruin­steen. Het geeft de stenen een bijzondere kleur. Soms wordt dit soort stenen aangeduid als mangaansteen. Steenbakke­rijen zijn grootverbruikers van bruinsteen.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

  • Bimetaal in thermostaat (manganine: 72 % Mn, 18 % Cu, 10 % Ni)
  • Brons (toevoegen van mangaan – 5 tot 15 % – verhoogt de weerstand tegen corrosie; bijv. voor schroeven, stuurinrichting e.d. die bestand moeten zijn tegen zeewater)
  • Constructiestaal voor toepassingen met hoge belasting (staal met 1,5 % Mn)
  • Elektrische weerstand (Mn, Ni, Cu)
  • Fietsframe (licht en sterk; Al, Mn)
  • Roestvrij en zeer hard staal (met 10 – 15 % Mn, 8 – 10 % Cr)
  • Tandwiel voor geruisarme overbrenging (80 % Mn, 20 % Cu)

 

In verbindingen

Drinkwaterzuivering (tabletten)KMnO4, MnO2
Droogmiddel in verf/lakMn(CH3COO)2, MnCl2, MnO2
Etsmiddel voor rubber en plasticsKMnO4
Groen pigment (bijv. in fresco’s)BaMnO4
HoutbeitsKMnO4, MnSO4
Krachtvoer (toevoeging)MnSO4MnCO3
LeerlooienMn(CH3COO)2
VuurwerkMnO2

Naam

De naam mangaan vind zijn oorsprong in Magnesia, een gebied in de Griekse provincie Thessalië. Ook het Griekse woord voor magneet, magnes, is daarvan afgeleid. Overigens is mangaan niet magnetisch!

In Magnesia werden verschillende mineralen aangetroffen: magnesia negra (zwart) en magnesia alba (wit). Dat laatste bleek het metaal te bevatten dat we tegenwoordig magnesium noemen. Uit het zwarte materiaal (tegenwoordig noemen we dat pyrolusiet) werd mangaan geïsoleerd. Hoe die extra n in de naam is geslopen is onduidelijk. De oudste beschrijving van manganesa komt van de laat zestiende-eeuwse Italiaanse wetenschapper Michele Mercati. Hij schreef het werk Metallotheca, dat pas in 1717 werd gepubliceerd.

Ons woord mangaan is weer een soort afkor­ting voor manganesium, de oorspronkelijke naam voor het element. Deze afkorting zorgt voor een duidelijker onderscheid met magnesi­um (element 12).

Ontdekking

De Duitse chemicus Johann Heinrich Pott stelde al in 1740 dat het mineraal pyrolusiet een nieuwe ‘aarde’ (oxide) bevatte. Tot dan toe werd er van uitgegaan dat het ijzerachtig mineraal zou zijn. Pott maakte kaliummanganaten door het mineraal te mengen met kaliloog (kaliumhydroxide). Uit de kleuren die hij daarbij zag leidde hij af dat er geen ijzer in zat.

De Oostenrijkse chemicus Ignatius Gottfried Kaim publiceerde in 1770 onderzoek waarbij hij (onzuiver) mangaan produceerde via behandeling met ‘zwarte flux’ – waarschijnlijk houtskool. Bekender is Johann Gottlieb Gahn (foto), de Zweedse chemicus/metallurg die in 1774 op vergelijkbare wijze metallisch mangaan maakte door reductie van het oxide met koolstof. Gahn, die samenwerkte met zijn landgenoten Carl Wilhelm Scheele en Tobern Olaf Bergman, wordt tegenwoordig als de ontdekker van mangaan beschouwd.

Voorkomen

Het menselijk lichaam bevat ongeveer twaalf milligram mangaan, vooral in de botten, de lever en de nieren. Mangaan staat op plaats 25 van elementen die in het lichaam voorkomen

In de aardkorst is mangaan het op elf na meest voorkomende element. Het aandeel bedraagt 0,095 % op basis van gewicht.

Mangaan is te vinden in meer dan driehonderd mineralen. De belang­rijk­ste zijn:

Bixbyiet(Mn+3,Fe+3)2O3
BraunietMn+2.Mn6+3SiO12
Frankliniet(Zn,Mn+2,Fe+2)(Fe+3,Mn+3)2O4
Haueriet of mangaankiesMnS2
HausmannietMn+2.Mn2+3O4
HübnerietMnWO4
ManganietMn+3O(OH)
PsilomelaanBa2Mn5O10.2H2O
Pyrolusiet of bruinsteenMnO2
Rodochrosiet of mangaanspaatMnCO3
Rodoniet (foto)(Mn+2,Fe+2,Mg,Ca)SiO3

Mangaan is ook vaak aanwezig in ijzer- en zinkert­sen.

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in Oekraïne, China, Zuid-Afrika, Brazilië, Gabon, India, Georgië, Ghana, Austra­lië, Japan en Zuid-Marokko. Mangaanerts is volgens de reguliere technieken te exploiteren bij een mangaangehalte van minstens 35 %.

Een andere geschikte bron lijken de zogenoemde mangaanknol­len (foto) die op de oceaanbodem voorkomen. Deze bevatten – naast ijzer, nikkel, kobalt en koper – 1,5 tot 50 % mangaan. De commerciële winning van mangaan (en andere meta­len) uit deze knollen is onderwerp van onderzoek. De voorraad op de oceaanbodem wordt geschat op minimaal 1.1012 ton.

Ook op de zon en in meteorieten is mangaan aangetoond. Men neemt aan dat de aard­kern voor ongeveer anderhalf procent uit mangaan bestaat.

De EU heeft met de Critical Raw Materials Act in 2022 het element mangaan op de lijst van schaarse en strategische grondstoffen gezet.

Bereiding

Vroeger

De Zweedse chemicus/metallurg Johann Gottlieb Gahn maakte in 1774 metallisch mangaan door reductie van het oxide met koolstof. Het was niet bijzonder zuiver. Pas in 1930 werd echt zuiver mangaan verkregen door elektrolyse van mangaan(II)zouten.

Tegenwoordig

Bij de huidige mangaanproductie bereidt men meestal niet het zuivere metaal, maar legeringen met bijvoorbeeld ijzer, of ook wel silicium. In het geval van ijzer worden bruinsteen en ijzererts met cokes geredu­ceerd. Het product is ferromangaan, dat direct als metaal is te gebruiken. Maar het wordt vooral bij de staalpro­ductie toegevoegd aan ruw ijzer om de juiste samenstelling te bereiken.

Uit mangaanerts als bruinsteen (MnO2) is zuiver mangaan te verkrijgen door het eerst om te zetten in Mn3O4 en dit vervolgens te reduceren met aluminiumpoeder:

3 Mn3O4   +  8  Al   4 Al2O3   +  9 Mn

Ook elektrolyse van mangaan(II)zouten levert zuiver mangaan op.

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Mangaan - Periodic Videos
Filmpje
Mangaan - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen mangaan
Afbeelding
Elektronenschillen mangaan
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Mangaan
Afbeelding
Mangaan
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Mangaan vlok
Afbeelding
Mangaan vlok
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Mangaan vlok
Afbeelding
Mangaan vlok
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Mangaan vlokken
Afbeelding
Mangaan vlokken
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Mangaan vormen
Afbeelding
Mangaan vormen
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Mangaan - Royal Society of Chemistry
Podcast
Mangaan - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Orgaanschade omkeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Orgaanschade omkeren
Patricia doet onderzoek naar synthetische materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Katalysatoren tegen klimaatverandering Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Charlotte probeert CO2 om te zetten in waardevolle stoffen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch analist moet je kritisch zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Lara vertelt over werk als chemisch analist
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Waarom ik moleculen opsluit in een kooi? Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Anne onderzoekt reactie- omstandigheden van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een stromend, staalhard materiaal Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Lauri ontwerpt chemische bouw-stenen voor nieuwe materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Een chemische gereedschapskist voor de toekomst Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Danny werkt aan alternatieven voor aardolie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Kunnen we een implantaat 3D printen? Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Tosca is op zoek naar bruikbare materialen voor 3D printen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Slim membranen maken; in water Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Slim membranen maken; in water
Wiebe doet onderzoek naar membranen in water.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Levend materiaal op basis van de natuur Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Peter onderzoekt slim materiaal gebaseerd op de natuur.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Spioneren met je immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Frans onderzoekt het immuun-systeem voor betere vaccins.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik ben echt een spin in het web Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Isabelle deed Chemische Technologie en is nu continuverbetercoördinator.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Studie
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Een huid voor robots Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een huid voor robots
Professor Zhenan werkt aan kunstmatige elektronische huid.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Aanval door ons eigen immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Kim onderzoekt enzymen van auto-immuunziekten.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een duurzame coating Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een duurzame coating
Hung Chien zoekt een duurzame manier om coatings te maken.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op zoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op zoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Lotte doet onderzoek naar nanodeeltjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon De wereld voeden met licht Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
De wereld voeden met licht
Daniel heeft een kunstmatig fotosynthese proces ontwikkeld.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Timo is chemisch technoloog en projectmanager Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Techniek & Ontwerp
Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Hij deelt zijn werkervaringen graag met jou.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog is elke dag anders Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Ontdek wat Catrien zo leuk vindt aan haar baan als technoloog.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Van het laboratorium naar Pinkpop Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Bekijk Koen als research and development technologist.
Bekijk de story
studieorientatie icoon Voorsprong met een chemische achtergrond Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Bekijk Ruben als management trainee bij Remondis.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Verliefd op moleculen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Verliefd op moleculen
Bert Meijer doet onderzoek naar de dynamica van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is altijd mijn passie geweest Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Nick Das studeerde hbo-Chemie en is nu laboratoriummanager.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon CO2-recycling Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
CO2-recycling
Francesco werkt aan CO2 omzetten naar chemicaliën.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bètavakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Vicky vond de bètavakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Ontdek wat Fabrice zo leuk vindt aan chemisch technoog zijn.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op kleine schaal grote problemen oplossen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Krzysztof doet onderzoek naar macromoleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Oersoep en afvalwater Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Oersoep en afvalwater
Saskia probeert waardevolle moleculen uit afvalwater te halen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje