Qu’est-ce que le manganèse ?
Le manganèse est un métal blanc argenté dont les propriétés sont similaires à celles du fer.
Il a un numéro atomique de 25 et est plus dur et plus fragile que le fer. La pyrolusite, le minerai de rhomanganèse et le minerai de manganèse tendre sont les principaux minerais, la Chine, l’Afrique du Sud et l’Australie étant les principaux producteurs.
Le manganèse est également un nutriment essentiel pour le corps humain. Il participe à la croissance et à la reproduction en étant un composant des enzymes et en activant les enzymes. Les carences en manganèse sont rares car les besoins sont faibles et le manganèse est présent dans de nombreux aliments.
Utilisations du manganèse
Le manganèse est souvent utilisé comme additif d’alliage dans l’acier et les métaux non ferreux. En effet, l’ajout de manganèse améliore les propriétés des métaux telles que la solidité, la dureté et la résistance à la corrosion. Par exemple, les vis des navires sont fabriquées en laiton contenant du manganèse, qui résiste à la corrosion par l’eau de mer.
De plus, le manganèse possède une large gamme d’indices d’oxydation. Il peut être utilisé comme catalyseur pour des réactions d’oxydoréduction en raison de son état d’oxydation facilement modifiable. L’oxyde de manganèse est également utilisé dans les piles sèches et les batteries automobiles au lithium-ion, grâce à son fort pouvoir oxydant.
Propriétés du manganèse
Le manganèse a un point de fusion de 1 246°C et un point d’ébullition de 2 061°C. Le manganèse seul est paramagnétique, mais certains alliages, tels que les alliages Heusler, sont ferromagnétiques. Il existe également des composés présentant diverses propriétés magnétiques.
La décomposition du peroxyde d’hydrogène en oxygène et en eau en utilisant le dioxyde de manganèse comme catalyseur est une réaction bien connue et fait l’objet d’expériences. Dans l’air, le manganèse développe un film d’oxyde qui protège son intérieur et lui donne une couleur gris-blanc rougeâtre. Le manganèse en poudre réagit avec l’oxygène et l’eau dans l’air.
Il prend des nombres d’oxydation de -3 à 7, mais les nombres d’oxydation tels que +2, +3, +4, +6 et +7 sont stables. Il est facilement soluble dans les acides dilués et donne naissance à des ions manganèse divalents rose pâle.
Structure du manganèse
Le manganèse est un métal de transition dont le symbole est Mn. Il a une densité de 7,21 g/cm3 à la température ambiante et une densité liquide de 5,95 g/cm3 au point de fusion.
À température et pression ambiantes, il présente une structure cubique centrée sur le corps ; la structure stable en dessous de 742 °C est l’alpha-manganèse, qui forme un cristal cubique complexe avec 58 atomes par cellule unitaire et qui est dur et très cassant. Selon la position des atomes, il présente quatre types de spin différents et est considéré comme antiferromagnétique au sens large, sans aucun moment magnétique.
Le β-manganèse est stable à une température comprise entre 742 et 1 095 °C. Il s’agit d’un cristal cubique complexe contenant des atomes d’or et d’argent. Il s’agit d’un cristal cubique complexe contenant 20 atomes par cellule unitaire et il est paramagnétique. Le γ-manganèse est stable entre 1 095 et 1 134 °C. Il prend une forme cubique à faces centrées et est considéré comme antiferromagnétique au sens large, avec un moment magnétique nul. Il prend une structure cubique à faces centrées et est antiferromagnétique ; à 1 134-1 245°C, le manganèse delta est stable. Il adopte une structure cubique centrée sur le corps et est paramagnétique.
Autres informations sur le manganèse
1. Isotopes du manganèse
Le seul isotope stable naturel est le 55Mn. Il existe 18 isotopes radioactifs connus, le plus stable étant le 53Mn avec une demi-vie de 3,7 millions d’années. Les autres isotopes sont le 54Mn, avec une demi-vie de 312,3 jours, et le 52Mn, avec une demi-vie de 5,591 ans. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à trois heures, et la plupart ont une demi-vie inférieure à une minute.
Le nombre de masse des isotopes varie de 46 à 65. Les isotopes dont le nombre de masse est inférieur à 55 se désintègrent par exemple par capture d’électrons, tandis que les isotopes dont le nombre de masse est supérieur à 55 se désintègrent par exemple par désintégration bêta.
2. Les dangers du manganèse
L’empoisonnement au manganèse peut provoquer des douleurs articulaires, des maux de tête, de l’irritabilité et de la somnolence, conduisant à la confusion et à l’instabilité émotionnelle. Les ganglions de la base et les voies pyramidales sont également affectés, provoquant le syndrome de Parkinson et des troubles de l’équilibre, ainsi que des symptômes psychiatriques connus tels que la dépression et l’apathie.
Le manganèse est un puissant adsorbant d’oxygène. Par conséquent, les puits et les grottes à forte teneur naturelle en manganèse peuvent présenter une carence en oxygène dans l’air intérieur. S’enfoncer plus profondément sans ventilation adéquate peut entraîner un manque d’oxygène et, dans le pire des cas, la mort.