망가니즈 Mn

발견의 역사

검은 망가니즈 산화물은 선사 시대 동굴 벽화에 쓰인 안료 가운데 하나였다. 훨씬 뒤 유리 장인들은 녹은 유리에 연망가니즈석(이산화 망가니즈)을 넣어 철 때문에 생기는 초록빛을 없앴고, 그래서 이 광물은 '유리 장인의 비누'라는 별명을 얻었다. 연망가니즈석은 수백 년 동안 자철석이나 마그네슘 광물과 혼동되었다.

1774년 스웨덴의 화학자 칼 빌헬름 셸레는 연망가니즈석에 새 원소가 들어 있음을 보였지만 분리하지는 못했다. 같은 해 그의 친구 요한 고틀리브 간이 이산화 망가니즈를 도가니에서 탄소와 함께 가열해 금속을 얻었다.

산업적으로 결정적인 계기는 19세기에 찾아왔다. 제강업자들이 망가니즈가 쇳물에서 황과 산소를 제거한다는 것을 알게 된 것이다. 1882년 영국의 야금학자 로버트 해드필드는 망가니즈를 약 12% 넣어 충격을 받을수록 단단해지는 강철을 개발했으며, 이 강철은 지금도 철도 분기기와 암석 파쇄기에 쓰인다.

이름의 유래

이름은 연망가니즈석을 가리키던 라틴어 magnesia nigra(검은 마그네시아)로 거슬러 올라가며, 이는 그리스의 마그네시아 지방에서 온 말이다. 시간이 지나며 manganesum 등을 거쳐 manganese로 바뀌었고, 덕분에 마그네슘과 구별되었다. 원소 기호는 Mn이다. 한국에서는 독일어식 '망간'이 오래 쓰였지만, 대한화학회의 현행 공식 이름은 '망가니즈'다.

주요 용도

• 강철: 망가니즈의 약 90%가 강철에 들어가 황과 산소를 제거하고 강도와 경도를 높인다.
• 알루미늄 합금: 음료 캔을 비롯한 알루미늄의 내식성과 강도를 높인다.
• 전지: 이산화 망가니즈는 흔한 알칼리 전지와 망가니즈 건전지의 양극재이며, 여러 리튬 이온 전지 양극재에도 망가니즈가 들어간다.
• 화학 약품: 과망가니즈산 포타슘은 강한 산화제로 수처리와 소독에 쓰인다.

동위원소

망가니즈의 안정 동위원소는 망가니즈-55 하나뿐이다. 방사성 망가니즈-53은 반감기가 약 370만 년으로, 운석 속에서 우주선에 의해 만들어지며 크로뮴-53으로 붕괴하는 과정이 초기 태양계 사건의 연대 측정에 쓰인다. 반감기 약 312일인 망가니즈-54는 추적자와 교정용으로 쓰이고, 망가니즈-52는 PET 영상용으로 연구되고 있다.

생활 속 원소

사람 몸은 뼈 형성·물질대사·항산화 방어에 관여하는 효소를 위해 소량의 망가니즈를 필요로 한다. 견과·통곡물·콩류·차에 많아 결핍은 드물다.

광부나 용접공처럼 망가니즈 분진이나 흄을 오랫동안 들이마시면 파킨슨병과 비슷한 증상을 보이는 신경계 질환인 망가니즈 중독(망간증)이 생길 수 있어 작업장 노출을 제한한다.