1. Fyzikální vlastnosti
Vzhled a tvar
Stříbrný-bílý plech nebo plát, povrch má kovový lesk.
Křehký, vysoká tvrdost (tvrdost podle Mohse asi 5 ~ 6), špatná tažnost, při zpracování se snadno zlomí.
Hustota a bod tání
Hustota:7,2~7,4 g/cm³(hustota se blíží železu, ale je těžší než hliník).
Bod tání:1244 stupňů, bod varu asi 1962 stupňů, těkavý při vysoké teplotě.
Vodivost a magnetismus
Dobrá elektrická vodivost (vodivost cca.7,8×10⁶ S/m), ale nižší než u mědi a hliníku.
Paramagnetické, ale magnetické vlastnosti jsou slabé, nevhodné pro silné magnetické materiály.
Krystalová struktura
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 stupňů) se stává krychlovým se středem v těle (-Mn).
2. Chemické vlastnosti
(1) Oxidační reakce
Oxidace při pokojové teplotě:
Ve vlhkém vzduchu se na povrchu tvoří hnědý oxidový film (MnO₂ nebo Mn3O4), reakční rovnice:
2Mn+3O2→2MnO2 Oxidový film je hustý a zpomaluje další korozi, ale delší expozice vede ke křídování lamelární struktury.
Vysokoteplotní oxidace:
Při zahřátí nad 500 stupňů dochází k rychlé oxidaci s tvorbou Mn3O4 nebo MnO:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Reakce s kyselinami
Zředěné kyseliny:
Snadno se rozpouští ve zředěné kyselině sírové a chlorovodíkové, uvolňuje vodík a tvoří roztok Mn²⁺:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Reakce je prudká, je nutné kontrolovat koncentraci kyseliny (aby nedošlo k pasivaci koncentrovanou kyselinou).
Koncentrovaná kyselina:
Reakce se zastaví v koncentrované kyselině sírové nebo koncentrované kyselině dusičné v důsledku pasivace (tvorba oxidového filmu na povrchu).
(3) Reakce s alkálií
Nereaguje se silnými bázemi (jako je NaOH) při pokojové teplotě, ale může reagovat pomalu při vysokých teplotách za vzniku mangananů:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Jiné reakce
Reaguje s halogeny:
Při zahřívání prudce reaguje s Cl2 a Br2 za vzniku halogenidů manganu (například MnCl2).
Reakce se sírou:
Při vysokých teplotách vzniká sulfid manganu (MnS), který se používá k odsíření železa a oceli:
Mn+SAMnS
Regenerační vlastnosti:
Působí jako silné redukční činidlo, vytěsňuje kovy ze solí vysokomocných kovů (například redukuje Fe3⁺ na Fe2⁺).
3. Klíčové chemické chování v aplikacích
Výroba oceli
Deoxidace: spojuje se s kyslíkem v roztavené oceli za vzniku MnO, který plave do strusky, která má být odstraněna:
Mn+O→MnO
Odsiřování: Slučuje se se sírou za vzniku MnS, snižuje obsah síry v oceli a zvyšuje její pevnost.
Materiály baterií
V lithium-iontových bateriích závisí stabilita manganistanu lithného (LiMn₂O₄) na antioxidační kapacitě manganu a stabilitě mřížkové struktury.
Odolnost proti korozi
Sám o sobě snadno oxiduje, ale při použití jako legovací přísada (například do hliníkových slitin) vytváří ochranný oxidový film.