Марганец Mn

Открытие

Чёрные оксиды марганца были среди пигментов доисторической наскальной живописи. Гораздо позже стекловары добавляли минерал пиролюзит (диоксид марганца) в расплавленное стекло, чтобы убрать зеленоватый оттенок от железа, за что его прозвали «стекольным мылом». Веками пиролюзит путали с магнетитом и минералами магния.

В 1774 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле показал, что пиролюзит содержит новый элемент, хотя выделить его не смог. В том же году его друг Юхан Готлиб Ган прокалил диоксид марганца с углём в тигле и получил металл.

Решающий промышленный шаг был сделан в XIX веке, когда сталевары обнаружили, что марганец удаляет серу и кислород из расплавленной стали. В 1882 году английский металлург Роберт Хадфилд создал сталь с содержанием около 12 процентов марганца, которая упрочняется от ударов; её до сих пор используют в железнодорожных стрелках и камнедробилках.

Происхождение названия

Название восходит к magnesia nigra — «чёрной магнезии», латинскому названию пиролюзита, которое само происходит от греческой области Магнезия. Со временем слово менялось через такие формы, как manganesum, к manganese, что помогло отличать его от магния. Символ — Mn. Русское «марганец» пришло через немецкое Mangan.

Основные применения

• Сталь: около девяти десятых марганца идёт в сталь, где он удаляет серу и кислород и повышает прочность и твёрдость.
• Алюминиевые сплавы: марганец улучшает коррозионную стойкость и прочность алюминия, в том числе банок для напитков.
• Батарейки: диоксид марганца — материал катода в распространённых щелочных и солевых батарейках, а марганец входит в несколько катодов литий-ионных аккумуляторов.
• Химия: перманганат калия — сильный окислитель для водоподготовки и дезинфекции.

Изотопы

У марганца только один стабильный изотоп — марганец-55. Радиоактивный марганец-53 имеет период полураспада около 3,7 миллиона лет; он образуется под действием космических лучей в метеоритах, а его распад в хром-53 помогает датировать события ранней Солнечной системы. Марганец-54 с периодом полураспада около 312 дней используется как индикатор и для калибровки. Марганец-52 исследуется для ПЭТ-визуализации.

В повседневной жизни

Организму человека нужны небольшие количества марганца для ферментов, участвующих в образовании костей, обмене веществ и антиоксидантной защите. Богатые источники — орехи, цельное зерно, бобовые и чай, поэтому дефицит встречается редко.

Длительное вдыхание марганцевой пыли или паров, например шахтёрами и сварщиками, может вызвать манганизм — расстройство нервной системы с симптомами, напоминающими болезнь Паркинсона, поэтому воздействие на рабочем месте ограничивают.