Composición de los óxidos
¿Qué es el manganeso?
El manganeso es un elemento químico de número atómico 25 situado en el grupo 7 de la tabla periódica de los elementos y se simboliza como Mn. Se encuentra como elemento libre en la naturaleza, a menudo en combinación con el hierro y en muchos minerales. Como elemento libre, el manganeso es un metal con aleación de metales industriales con importantes usos, sobre todo en los aceros inoxidables.
El fosfatado de manganeso se utiliza como tratamiento para la prevención de la oxidación y corrosión del acero. Dependiendo de su estado de oxidación, los iones de manganeso tienen colores diferentes y se utilizan industrialmente como pigmentos. Los permanganatos alcalinos y de metales alcalinotérreo son oxidantes poderosos. El dióxido de manganeso se utiliza como cátodo.
Los iones de manganeso funcionan como cofactores de una serie de enzimas en los organismos superiores, donde son esenciales en la desintoxicación de los radicales libres de superóxido. El elemento es una huella que requiere mineral para todos los seres vivos conocidos. En cantidades mayores, y al parecer con una actividad mucho mayor por la inhalación, el manganeso puede causar un síndrome de intoxicación en los mamíferos, con daños neurológicos que a veces son irreversibles.
Tabla periódica de los elementos
Datos importantes del Manganeso
Características principales
El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro. Es un metal duro y muy frágil, refractario y fácilmente oxidable. El manganeso metal puede ser ferromagnético, pero sólo después de sufrir un tratamiento especial.
Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3, +4, +6 y +7, aunque se han encontrado desde +1 a +7; los compuestos en los que el manganeso presenta estado de oxidación +7 son agentes oxidantes muy enérgicos. Dentro de los sistemas biológicos, el catión Mn+2 compite frecuentemente con el Mg+2. Se emplea sobre todo aleado con hierro en aceros y en otras aleaciones.
Aplicaciones
- Es importante para la fabricación de aceros. El manganeso reacciona con el azufre presente formando sulfuro de manganeso, MnS, evitando que el azufre reaccione con el hierro (aumentando la fragilidad y siendo más difícil de forjar); también el exceso puede reaccionar con el carbono dando carburos de manganeso, mejorando las propiedades mecánicas del acero. Además, el manganeso tiene propiedades desoxidantes y evita la formación de burbujas.
- La mayor parte del manganeso se emplea para obtener ferromanganeso (contiene un 80% en Mn). Esta aleación de manganeso y hierro se obtiene por reducción del trióxido de dihierro Fe2O3, y el dióxido de manganseo, MnO2.
- También se emplea en el silicomanganeso, una aleación con un 60-70% en manganeso y un 15-30% en silicio.
- Puede estar presente en otras aleaciones, por ejemplo con aluminio.
- El dióxido de manganeso, MnO2 se utiliza como despolarizador en pilas secas, llamadas también pilas tipo Leclanché o de cinc/carbono (Zn/C). También se encuentra en las pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2).
- El MnO2 también se emplea en la obtención de pinturas y en la decoloración del vidrio.
Historia
Se ha encontrado dióxido de manganeso, MnO2, en pinturas rupestres (dando un color negro). También se han utilizado a lo largo de la historia, por ejemplo por los egipcios y los romanos, compuestos de manganeso para decolorar el vidrio o bien darle color. Asimismo se ha encontrado manganeso en la menas de hierro utilizadas por los espartanos, y se piensa que tal vez sea debido a esto la especial dureza de sus aceros.
En el siglo XVII, el químico alemán Glauber, produjo por primera vez permanganato, un reactivo de laboratorio bastante utilizado. A mediados del siglo XVIII, el dióxido de manganeso se empleó para la producción de cloro. El químico sueco Scheele fue el primero que descubrió que el manganeso era un elemento, pero fue J. G. Gahn quien lo aisló por reducción del dióxido con carbono.
A principios del siglo XIX se comenzó a probar el manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó que endurecía al acero sin hacerlo más frágil.
Papel biológico
El manganeso es un oligoelemento; es considerado un elemento químico esencial para todas las formas de vida.
Se ha comprobado que el manganeso tiene un papel tanto estructural como enzimático. Está presente en distintos enzimas, destacando la superóxido dismutasa de manganeso (Mn-SOD), que cataliza la dismutación de superóxidos, O2-; la Mn-catalasa, que cataliza la dismutación de peróxido, H2O2; así como en la concavanila A (de la familia de las lectinas), en donde el manganeso tiene un papel estructural.
En humanos, el manganeso se absorbe en el intestino delgado, acabando la mayor parte en el hígado de donde se reparte a diferentes partes del organismo. La cantidad diaria recomendada es de entre 1 a 5 mg, cantidad que se consigue a través de los alimentos.
Abundancia y obtención
Es el segundo metal más abundante en la corteza terrestre, por detrás del hierro, y está ampliamente distribuido.
Se encuentra en cientos de minerales aunque sólo una docena tiene interés industrial. Destacan: pirolusita (MnO2), psilomelana (MnO2·H2O), manganita (MnO(OH)), braunita (3Mn2O3·MnSiO3), rodonita (MnSiO3), rodocrosita (MnCO3), hübnerita (MnWO4), etc. También se ha encontrado en nódulos marinos, en donde el contenido en manganeso oscila entre un 15 y un 30%, y de donde sería posible extraerlo.
Los países con mayores yacimientos de minerales de manganeso son Sudáfrica, Ucrania y China.
El metal se obtiene por reducción de los óxidos con aluminio, y el ferromanganeso se obtiene también reduciendo los óxidos de hierro y manganeso con carbono. También puede obtenerse por electrólisis del sulfato de manganeso:
MnSO4 + H2O → Mn + H2SO4 + ½ O2
Compuestos
El permanganato de potasio, KMnO4, es un reactivo de laboratorio muy común debido a sus propiedades oxidantes.
El dióxido de manganeso, MnO2 se emplea como despolarizador en pilas secas. También se puede usar para decolorar vidrio que presente color verde debido a la presencia de trazas de hierro. Este óxido también se emplea para dar color amatista al vidrio, y es responsable del color de la amatista (una variedad del cuarzo). Además, se utiliza en la producción de cloro y oxígeno.
Precauciones
El manganeso en exceso es tóxico. Exposiciones prolongadas a compuestos de manganeso, de forma inhalada u oral, pueden provocar efectos adversos en el sistema nervioso, respiratorio, y otros.
El permanganato potásico, KMnO4, es corrosivo.
A continuación presentaremos un video que nos explicará el origen, la fabricación,las características,la composición química y los usos del MANGANESO.
Tabla sobre las características del Manganeso
Nombre de la roca, mineral o piedra | Manganeso |
Tipo básico | Metal |
Grupo de Strunz | Metales de transición (grupo 7) sulfatos |
Sistema Cristalino / Estructura | Cúbico |
Composición química | Mn |
Formación u origen | Nunca se encuentra en la naturaleza en estado nativo. Debido a su gran afinidad por el oxígeno generalmente se presenta en forma de óxidos y también en la de silicatos y carbonatos. La mena de este mineral mayormente utilizadas en la industria es la Pirolusita (MnO2), de un 63% de manganeso, pero se usan otras como la braunita (MnS12O3) de 69%, la rodonita, la rodocrusita, etc. Es abundante en la corteza terrestre. Entre sus combinaciones naturales destacan óxidos, silicatos y carbonatos: pirolusita o manganesa, rodocrosita o dialogita son las más importantes; otras menos importantes son hausmannita, psilomelana (manganomelana), manganita, rodonita, braunita [3Mn2O3.MnSiO3], hübnerita (MnWO4). Se han descubierto grandes cantidades de nódulos de manganeso en el fondo oceánico que en el futuro serán importantes para la obtención del metal. Estos nódulos contienen más de un 24% de manganeso junto con cantidades menores de otros elementos, en forma de óxidos hidratados. El metal se obtiene por reducción del óxido con sodio, magnesio o aluminio o por electrólisis de disoluciones de sales. La obtención del metal puro no interesa, ya que no tiene propiedades adecuadas y sus aplicaciones son escasas. Habitualmente (90% de la producción) se obtiene aleado con hierro a partir de mezclas de minerales de ambos metales y coque. |
Dureza | Variable, de 2 para las variedades mullidas y terrosas, hasta 5 - 6 para las cristalinas. |
Densidad | |
Color | Gris plateado; los colores que presenta según el estado de oxidación: +2: rosa, +3: rojo, +4: marrón, +5: azul, +6: verde, +7: violeta. |
Brillo | Metálico o metaloide |
Propiedades | La conductividad eléctrica es un 4% de la del cobre. Es reactivo y descompone el agua fría lentamente, desprendiendo hidrógeno. Se oxida lentamente en el aire y al calentarlo arde formando el tetraóxido. Pulverizado puede inflamarse a temperatura ambiente. Se disuelve en los ácidos (con desprendimiento de hidrógeno) y reduce a los ácidos oxidantes. A temperatura ambiente reacciona lentamente con los no metales; a elevada lo hace más rápidamente. |
Usos | La composición química del mineral de manganeso determina sus diferentes usos industriales. El manganeso se consume principalmente en la industria siderúrgica, en la fabricación de baterías secas, y en usos químicos, en la producción de acero, aleaciones ferro-manganeso y como agente purificador, pues su gran avidez por el oxígeno y por el azufre, se aprovecha para librar al mineral de hierro de esas impurezas, decolorante del vidrio, obtención de sales de manganeso, entre otras. Entre las aleaciones no ferrosas de manganeso se encuentran el bronce de manganeso (compuesto de manganeso, cobre, estaño y cinc), resistente a la corrosión del agua de mar y que se utiliza en la fabricación de hélices de barcos y torpedos, y la manganina (compuesta de manganeso, cobre y níquel), usada en forma de cables para mediciones eléctricas de alta precisión, dado que su conductividad eléctrica apenas varía con la temperatura. El dióxido de manganeso (MnO2) se da en la naturaleza en forma de pirolusita, y puede obtenerse artificialmente calentando nitrato de manganeso. Se utiliza en pinturas y barnices, para pintar cristales y cerámica, en la obtención de cloro y yodo y como despolarizador en baterías de pilas secas. El sulfato de manganeso (II) (MnSO4), un sólido cristalino de color rosa, se prepara por la acción de ácido sulfúrico sobre dióxido de manganeso, y se utiliza en tintes para el algodón. El permanganato de sodio y el de potasio (NaMnO4 y KMnO4) son cristales de color púrpura obscuro, formados por la oxidación de sales ácidas de manganeso, y se emplean como oxidantes y desinfectantes. |
Leyenda y/o historia | 1772: Había un químico llamado Carl Wilhelm Scheene reconocido entre la gente, por ser el mejor explorador de minerales; dos años después, fue a lo profundo de una cueva, y encontró un mineral extraño al que le llamó manganeso. |
Observaciones particulares | Se sabe que este micromineral es necesario para el crecimiento de los recién nacidos, esta relacionado con la formación de los huesos, el desarrollo de tejidos y la coagulación de la sangre, con las funciones de la insulina, la síntesis del colesterol y como activador de varias enzimas. El manganeso se encuentra en frutas secas, granos integrales, las semillas de girasol y de sésamo, la yema de huevo, legumbres y verduras de hojas verdes. La leche materna decrece la concentración de manganeso paulatinamente. La carencia de manganeso en el organismo puede generar lento crecimiento de uñas y cabellos, despigmentación del pelo, mala formación de huesos y puede disminuir la tolerancia a la glucosa o capacidad de eliminar excesos de azúcar en sangre. El exceso de manganeso por alimentación no ha demostrado tener efectos adversos, en cambio sí se producen problemas pulmonares cuando se respira polvo de manganeso, particularmente en los lugares de extracción. |
Bibliografía y/o fuentes de información | Enciclopedia Encarta 2000, 1993-1999, Microsoft Corporation http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/ elementos/mn.html |
Óxido de Manganeso
El monóxido de manganeso tiene el aspecto de un polvo de color verde que es insoluble en el agua, y soluble, al contrario, en ácidos. El óxido manganoso se usa mucho en la preparación de baterías en seco, en la industria química como catalizador y también en medicina.
v Fórmula
MnO
v Sinónimos
Óxido manganoso.
v Aspecto
El óxido de manganeso es un polvo verde.
v Solubilidad
El óxido de manganeso no es soluble en el agua; por el contrario, es muy soluble en los ácidos.
v Usos
El óxido de manganeso se utiliza para la preparación de baterías en seco, como catalizador y en medicina.
v Disponibilidad
Información no disponible.
v Classificación
Solicitar ficha de seguridad y acudir a las autoridades locales. El óxido de manganeso es nocivo, tiene indicaciones específicas de peligro para el hombre y el ambiente; es irritante para los ojos y las vías respiratorias; es nocivo por ingestión.
v Precauciones
Solicita ficha de seguridad y consulta los puntos 4, 5, 6, 7, 8, 10, 13, 14, 15.
v Especificaciones
Las especificaciones técnicas se suministran bajo petición, dependiendo de la aplicación.
Óxido de Manganeso (IV) | |||
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Nombre (IUPAC) | |||
Óxido de manganeso (IV) | |||
General | |||
Otros nombres | Dióxido de manganeso Pirolusita. | ||
Fórmula semidesarrollada | MnO2 | ||
Fórmula molecular | n/d | ||
Identificadores | |||
Número CAS | 1313-13-9 | ||
Propiedades físicas | |||
Apariencia | Sólido negro | ||
Densidad | 5026 kg/m3; 5,026 g/cm3 | ||
Masa molar | 86.94 g/mol | ||
Punto de fusión | 808.15 K ( | ||
Punto de ebullición | 2235 K ( | ||
Propiedades químicas | |||
Solubilidad en agua | Insoluble | ||
Peligrosidad | |||
NFPA 704 |  0 2 1 OX | ||
Existen varios tipos de Óxido de Manganeso:
Oxidante muy activo, se utiliza en pirotecnia, en síntesis orgánica (preparación de oxiantraquinonas, aminoantraquinonas, etc.), en las máscaras de gas, en las preparaciones secantes, como despolarizante en las pilas. Se utiliza también en la industria del vidrio (jabón de vidriero), generalmente para corregir el tinte amarillo del vidrio. Se emplea también en cerámica, en la fabricación de tintas tipográficas (negro de manganeso), de colores (pigmentos pardos llamados pardo mineral o betún de manganeso), de ciertos mástiques o de piedras sintéticas (granate artificial).
2) Óxido de manganeso (protóxido) (MnO). Polvo grisáceo o verdoso, insoluble en agua, de densidad próxima a 5.1. Se emplea en el estampado de textiles.
3) Trióxido de dimanganeso (sesquióxido de manganeso, óxido de manganeso (III)) (óxido mangánico) (Mn2O3). Se presenta en forma de polvo de color pardo a negro, insoluble en agua, de densidad próxima a 4.8. Se utiliza en el estampado de textiles, como colorante en alfarería o en la industria del vidrio, en la preparación de secantes (linoleato de manganeso), como catalizador en química inorgánica (obtención de ácido nítrico) o en química orgánica. Este óxido es básico.
4) Tetraóxido de trimanganeso (óxido salino de manganeso) (Mn3O4). Este compuesto presenta algunas analogías con el óxido salino de hierro.
5) Heptaóxido de dimanganeso (anhídrido permangánico) (Mn2O7). Es un líquido pardo oscuro que absorbe la humedad y detona hacia los
FÓRMULA | SISTEMÁTICA/I.U.P.A.C | TRADICIONAL |
MnO3 | trióxido de manganeso | anhídrido mangánico |
óxido de manganeso (VI) | ||
Mn2O7 | heptaóxido de dimanganeso | anhídrido permangánico |
óxido de manganeso (VII) | ||
MnO2 | dióxido de manganeso | anhídrido manganoso |
óxido de manganeso (IV) | Bióxido de manganeso |
Mn3O4
Masa molecular: 228.8
Nº CAS 1317-35-7
Nº RTECS OP0895000
Nº ICSC 1398
TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICIÓN | PELIGROS/ SÍNTOMAS AGUDOS | PREVENCIÓN | PRIMEROS AUXILIOS/ LUCHA CONTRA INCENDIOS |
INCENDIO | No combustible. En caso de incendio se desprenden humos (o gases) tóxicos e irritantes. | En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores. | |
EXPLOSIÓN | |||
EXPOSICIÓN | ¡EVITAR LA DISPERSION DEL POLVO! | ||
INHALACIÓN | Tos. | Ventilación, extracción localizada o protección respiratoria. | Aire limpio, reposo. Proporcionar asistencia médica. |
PIEL | Enrojecimiento. | Guantes protectores. | Quitar las ropas contaminadas. Aclarar y lavar la piel con agua y jabón. |
OJOS | Enrojecimiento. | Gafas ajustadas de seguridad, o protección ocular combinada con la protección respiratoria. | Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad), después proporcionar asistencia médica. |
INGESTIÓN | |||
DERRAMES Y FUGAS | ALMACENAMIENTO | ENVASADO Y ETIQUETADO | ||
| Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente. Recoger cuidadosamente el residuo, trasladarlo a continuación a un lugar seguro. (Protección personal adicional: respirador de filtro P2 contra partículas nocivas). | NU (transporte): No clasificado. CE: No clasificado. | |||
VEASE AL DORSO INFORMACION IMPORTANTE | ||||
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Manos a la obra
EJERCICIOS | |
Escribir la fórmula de los siguientes compuestos: | |
1) Óxido de cadmio | |
2) Óxido de estroncio | |
3) Monóxido de dipotasio | |
4) Trihidruro de Bismuto | |
5) Dihidruro de calcio | |
6) Hidróxido de Litio | |
7) Hidróxido de cromo (III) | |
8) de cobre (II) | |
SOLUCIONARIO |
1) CdO |
2) SrO |
3) K2O |
4) BiH3 |
5) CaH2 |
6) LiOH |
7) Cr(OH)3 |
8) Cu(OH)2 |