1. Fysiske egenskaber
Udseende og form
Sølv-hvid metalplade eller -plade, overfladen har en metallisk glans.
Skørt, høj hårdhed (Mohs hårdhed omkring 5 ~ 6), dårlig duktilitet, let at bryde ved forarbejdning.
Massefylde og smeltepunkt
Tæthed:7,2~7,4 g/cm³(tæt på densiteten af jern, men tungere end aluminium).
Smeltepunkt:1244 grader, kogepunkt omkring 1962 grader, flygtig ved høj temperatur.
Ledningsevne og magnetisme
God elektrisk ledningsevne (ledningsevne ca.7,8×10⁶ S/m), men lavere end kobber og aluminium.
Paramagnetisk, men de magnetiske egenskaber er svage, ikke egnet til stærke magnetiske materialer.
Krystal struktur
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 grader) bliver kubisk med midten i kroppen (-Mn).
2. Kemiske egenskaber
(1) Oxidationsreaktion
Oxidation ved stuetemperatur:
En brun oxidfilm (MnO₂ eller Mn₃O4) dannes på overfladen i fugtig luft, reaktionsligning:
2Mn+3O2→2MnO2 Oxidfilmen er tæt og bremser yderligere korrosion, men langvarig eksponering fører til kridtning af lamelstrukturen.
Høj temperatur oxidation:
Ved opvarmning til over 500 grader sker der hurtig oxidation med dannelsen af Mn₃O4 eller MnO:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Reaktioner med syrer
Fortynde syrer:
Opløses let i fortyndet svovlsyre og saltsyre, frigiver brint og danner en opløsning af Mn²⁺:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Reaktionen er voldsom, det er nødvendigt at kontrollere syrekoncentrationen (for at undgå passivering med koncentreret syre).
Koncentreret syre:
Reaktionen stopper i koncentreret svovlsyre eller koncentreret salpetersyre på grund af passivering (dannelse af en oxidfilm på overfladen).
(3) Reaktion med alkali
Reagerer ikke med stærke baser (såsom NaOH) ved stuetemperatur, men kan reagere langsomt ved høje temperaturer og danne manganater:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Andre reaktioner
Reagerer med halogener:
Når det opvarmes, reagerer det voldsomt med Cl2 og Br2 for at danne manganhalogenider (f.eks. MnCl2).
Reaktion med svovl:
Ved høje temperaturer dannes mangansulfid (MnS), som bruges til at afsvovle jern og stål:
Mn+SAMnS
Restaurerende egenskaber:
Virker som et stærkt reduktionsmiddel, der fortrænger metaller fra højvalente metalsalte (f.eks. reducerer Fe³⁺ til Fe²⁺).
3. Kemisk nøgleadfærd i applikationer
Stålfremstilling
Deoxidation: kombineres med oxygen i det smeltede stål for at danne MnO, som flyder ind i slaggen, der skal fjernes:
Mn+O→MnO
Afsvovling: Kombinerer med svovl for at danne MnS, hvilket reducerer svovlindholdet i stål og øger dets styrke.
Batterimaterialer
I lithium-ionbatterier afhænger stabiliteten af lithiummanganat (LiMn₂O₄) af antioxidantkapaciteten af mangan og stabiliteten af gitterstrukturen.
Korrosionsbestandighed
Det oxiderer let af sig selv, men når det bruges som et legeringsadditiv (for eksempel i aluminiumslegeringer) danner det en beskyttende oxidfilm.