Mangan

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Jump to navigation Jump to search
Mangan,  25Mn
Mangan 1-crop.jpg
Ciri-ciri umum
RupaKeperakan, seperti logam
Mangan dalam jadual berkala
Hidrogen (bukan logam diatom)
Helium (gas adi)
Litium (logam alkali)
Berilium (logam alkali bumi)
Boron (metaloid)
Karbon (bukan logam poliatom)
Nitrogen (bukan logam diatom)
Oksigen (bukan logam diatom)
Fluorin (bukan logam diatom)
Neon (gas adi)
Natrium (logam alkali)
Magnesium (logam alkali bumi)
Aluminium (logam pascaperalihan)
Silikon (metaloid)
Fosforus (bukan logam poliatom)
Sulfur (bukan logam poliatom)
Klorin (bukan logam diatom)
Argon (gas adi)
Kalium (logam alkali)
Kalsium (logam alkali bumi)
Skandium (logam peralihan)
Titanium (logam peralihan)
Vanadium (logam peralihan)
Kromium (logam peralihan)
Mangan (logam peralihan)
Besi (logam peralihan)
Kobalt (logam peralihan)
Nikel (logam peralihan)
Kuprum (logam peralihan)
Zink (logam peralihan)
Galium (logam pascaperalihan)
Germanium (metaloid)
Arsenik (metaloid)
Selenium (bukan logam poliatom)
Bromin (bukan logam diatom)
Kripton (gas adi)
Rubidium (logam alkali)
Strontium (logam alkali bumi)
Ytrium (logam peralihan)
Zirkonium (logam peralihan)
Niobium (logam peralihan)
Molibdenum (logam peralihan)
Teknetium (logam peralihan)
Rutenium (logam peralihan)
Rodium (logam peralihan)
Paladium (logam peralihan)
Perak (logam peralihan)
Kadmium (logam peralihan)
Indium (logam pascaperalihan)
Timah (logam pascaperalihan)
Antimoni (metaloid)
Telurium (metaloid)
Iodin (bukan logam diatom)
Xenon (gas adi)
Sesium (logam alkali)
Barium (logam alkali bumi)
Lantanum (lantanid)
Serium (lantanid)
Praseodimium (lantanid)
Neodimium (lantanid)
Prometium (lantanid)
Samarium (lantanid)
Europium (lantanid)
Gadolinium (lantanid)
Terbium (lantanid)
Disprosium (lantanid)
Holmium (lantanid)
Erbium (lantanid)
Tulium (lantanid)
Yterbium (lantanid)
Lutetium (lantanid)
Hafnium (logam peralihan)
Tantalum (logam peralihan)
Tungsten (logam peralihan)
Renium (logam peralihan)
Osmium (logam peralihan)
Iridium (logam peralihan)
Platinum (logam peralihan)
Emas (logam peralihan)
Merkuri (logam peralihan)
Talium (logam pascaperalihan)
Plumbum (logam pascaperalihan)
Bismut (logam pascaperalihan)
Polonium (logam pascaperalihan)
Astatin (metaloid)
Radon (gas adi)
Fransium (logam alkali)
Radium (logam alkali bumi)
Aktinium (aktinid)
Torium (aktinid)
Protaktinium (aktinid)
Uranium (aktinid)
Neptunium (aktinid)
Plutonium (aktinid)
Amerisium (aktinid)
Kurium (aktinid)
Berkelium (aktinid)
Kalifornium (aktinid)
Einsteinium (aktinid)
Fermium (aktinid)
Mendelevium (aktinid)
Nobelium (aktinid)
Lawrencium (aktinid)
Rutherfordium (logam peralihan)
Dubnium (logam peralihan)
Seaborgium (logam peralihan)
Bohrium (logam peralihan)
Hasium (logam peralihan)
Meitnerium (ciri kimia tidak diketahui)
Darmstadtium (ciri kimia tidak diketahui)
Roentgenium (ciri kimia tidak diketahui)
Kopernisium (logam peralihan)
Nihonium (ciri kimia tidak diketahui)
Flerovium (ciri kimia tidak diketahui)
Moscovium (ciri kimia tidak diketahui)
Livermorium (ciri kimia tidak diketahui)
Tennessin (ciri kimia tidak diketahui)
Oganesson (ciri kimia tidak diketahui)
-

Mn

Tc
kromiummanganbesi
Nombor atom (Z)25
Kumpulan, kalakumpulan 7, kala 4
BlokBlok d
Konfigurasi elektron[Ar] 3d5 4s2
Bil. elektron per petala/cengkerang
2, 8, 13, 2
Ciri-ciri fizikal
Takat lebur1519 K ​(1246 °C, ​2275 °F)
Takat didih2334 K ​(2061 °C, ​3742 °F)
Ketumpatan suhu bilik hampir7.21 g/cm3
apabila cecair, pada t.l.5.95 g/cm3
Haba pelakuran12.91 kJ/mol
Haba pengewapan221 kJ/mol
Muatan haba molar26.32 J/(mol·K)
Tekanan wap
T (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada S (K) 1228 1347 1493 1691 1955 2333
Ciri-ciri atom
Keadaan pengoksidaan7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 ​Berasid, bes atau amfoterik, bergantung kepada keadaan pengoksidaan
KeelektronegatifanSkala Pauling: 1.55
Tenaga pengionanpertama: 717.3 kJ/mol
ke-2: 1509.0 kJ/mol
ke-3: 3248 kJ/mol
(lagi)
Jejari atomempirik: 127 pm
Jejari kovalenSpin rendah: 139±5 pm
Spin tinggi: 161±8 pm
Rampaian
Struktur hablurkiub berpusatkan badan (bcc)
Struktur hablur body-centered cubic bagi mangan
Kelajuan bunyi rod nipis5150 m/s (pada 20 °C)
Pekali pengembangan terma21.7 µm/(m·K) (pada 25 °C)
Daya pengaliran terma7.81 W/(m·K)
Kerintangan elektrik1.44 µΩ·m (pada 20 °C)
Sifat kemagnetanparamagnetic
Kerentanan magnet (χmol)(α) +529.0·10−6 cm3/mol (293 K)[1]
Modulus Young198 GPa
Modulus pukal120 GPa
Skala Mohs6.0
Kekerasan Brinell196 MPa
Nombor CAS7439-96-5
Sejarah
PenemuanCarl Wilhelm Scheele (1774)
Pengasiangan pertamaJohann Gottlieb Gahn (1774)
Isotop utama bagi mangan
Iso­top Kelim­pahan Separuh hayat Mod reputan Pro­duk
52Mn syn 5.6 d ε 52Cr
β+ 0.575 52Cr
53Mn surih 3.74×106 y ε 53Cr
54Mn syn 312.03 d ε 1.377 54Cr
γ 0.834
55Mn 100% adalah stabil dengan 30 neutron
| rujukan | dalam Wikidata

Mangan adalah unsur bersimbol Mn dengan nombor atom 25. Logam rapuh ini berwarna kelabu keputih-putihan dan digunakan dalam perusahaan membuat keluli, kaca dan sebagainya.

Ciri[sunting | sunting sumber]

Logam mangan adalah rapuh dan senang pecah serta mudah mengalami pengoksidaan.[2] Mangan memiliki takat lebur pada 1,246 °C dan takat didih pada 2,100 °C.[3] Daripada segi susunan hablur, mangan memiliki empat jenis susunan hablur dan berkait dengan suhu mangan, seperti di bawah:[4]

Jenis mangan mengikut susunan hablur
Jenis Julat suhu (°C) Bentuk hablur Sifat magnet
Rajah Huraian
α-Mangan Suhu < 742 Alpha-Mn.png Seperti kiub berpusatkan badan Antiferomagnet
β-Mangan 742 - 1,095 Beta-Mn.png Struktur kiub hablur rumit Paramagnet
γ-Mangan 1,095 - 1,134 Cubic, face-centered.png Kiub berpusatkan muka Antiferomagnet
δ-Mangan Suhu > 1,134 Cubic-body-centered.png Kiub berpusatkan badan Paramagnet

Isotop[sunting | sunting sumber]

Setakat ini, isotop-isotop mangan dengan jisim atom daripada 46 u (46Mn) ke 65 u (65Mn) telah dibuktikan. Mangan memiliki hanya satu isotop stabil, mangan-55 (55Mn) dengan jisim atom 54.930854 u.[5] Radioisotop mangan yang paling tahan lama ialah 53Mn dengan separuh hayat kira-kira 3.7 juta tahun. Radioisotop ini boleh terbentuk melalui tindak balas atom ferum-54, 54Fe dengan atom helium-3, 3He seperti di bawah:[6]

Peringkat pengoksidaan[sunting | sunting sumber]

Peringkat-peringkat pengoksidaan umum mangan ialah +2, +3, +4, +6, and +7. Peringkat pengoksidaan mangan yang paling stabil ialah +2 seperti mangan(II) sulfida (MnSO4). Sebatian dengan mangan pada peringkat pengoksidaan +7 seperti sebatian-sebatian permanganat, MnO4- ialah agen pengoksidaan yang kuat.[2]

Kewujudan[sunting | sunting sumber]

Mangan mempunyai kepekatan sebanyak 1,000 bahagian per juta (0.01%) dalam kerak Bumi, menjadikan mangan sebagai unsur ke-11 paling banyak dalam kerak Bumi.[7] Simpanan mangan global dianggarkan sebanyak 760 juta tan.[8]

Nodul mangan merupakan bebola hidroksida mangan yang dijumpai di dasar lautan. Menurut kajian 1978, kira-kira 500 bilion tan nodul mangan yang wujud di seluruh dunia.[9] Namun begitu, usaha untuk mencari jalan kepada pengekstratan nodul mangan secara berpatutan telah diabaikan sejak 1970-an.[10]

Di sistem suria, kepekatan 55Mn ialah 9,550 bahagian per juta atom silikon, di mana 72% daripadanya dijumpai dalam meteorit dan oleh itu, merupakan isotop ke-33 paling banyak dalam sistem suria.[11]

Pengekstratan[sunting | sunting sumber]

Kira-kira 18 juta tan logam mangan telah diekstrat di seluruh dunia pada tahun 2018. Negara-negara pengeluar mangan terbesar termasuklah Afrika Selatan (5.5 juta tan), Australia (3.1 juta tan) dan Gabon (2.3 juta tan) pada 2018.[8]

Kegunaan[sunting | sunting sumber]

Kira-kira 90% penggunaan mangan tertakluk kepada bidang metalurgi. Dalam pengekstratan besi daripada bijihnya, mangan berfungsi untuk mengeluarkan oksigen dan sulfur daripada bijih. Mangan juga merupakan unsur penting penghasilan aloi keluli. Dalam bidang metalurgi, kira-kira 30% bekalan mangan digunakan dalam proses pengekstratan manakala selebihnya digunakan dalam penghasilan keluli.[12]

Logam mangan digunakan dalam beberapa jenis bateri seperti bateri litium-ion dan bateri nikel-logam hidrida. Mangan juga digunakan sebagai makanan haiwan serta baja.[13]

Fungsi biologi[sunting | sunting sumber]

Mangan ialah salah satu unsur penting dalam benda hidup. Mangan, biasanya ion Mn2+ lazim dijumpai dalam enzim sebagai kofaktor dengan pelbagai fungsi.[14] Selain itu, mangan juga digunakan dalam penghasilan tenaga dalam bakteria-bakteria tertentu seperti bakteria marin, Shewanella putrefaciens yang melaksanakan respirasi anaerob dengan bantuan ion Mn4+ yang berperanan sebagai penerima elektron terminal dan menurun menjadi ion Mn2+.[15] Enzim mangan peroksidase pada kulat Phanerochaete chrysosporium dikenal pasti sebagai salah satu enzim yang membenarkan penguraian lignin.

Dalam tumbuhan hijau, empat ion mangan (dalam peringkat pengoksidaan +2 ke +4)[16] wujud dalam kompleks evolusi oksigen yang berperanan dalam penukaran molekul air kepada molekul oksigen dalam tindak balas cahaya fotosintesis.[17]

Gangguan kesihatan[sunting | sunting sumber]

Pendedahan diri terhadap mangan secara berlebihan boleh menjurus kepada manganisme, suatu masalah kesihatan yang menyebabkan gangguan mental seperti perubahan perasaan dan tingkah laku kompulsif,[18] dan boleh menyebabkan simptom yang menyerupai penyakit Parkinson sekiranya berlanjutan. Kekurangan mangnesium adalah jarang berlaku, dan boleh menyebabkan perubahan pada sistem rangka, gangguan neurologi, masalah metabolisme karbohidrat, masalah pertumbuhan serta masalah kesuburan.[19]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. m/s. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  2. ^ a b Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Mangan". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (dalam bahasa Jerman) (edisi 91–100). Walter de Gruyter. m/s. 1110–1117. ISBN 978-3-11-007511-3. 
  3. ^ Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  4. ^ Oda, Keizo (1973). Jikikogaku no Kiso I 磁気工学の基礎 I (dalam bahasa Jepun). Kyoritsu Shuppan. ISBN 4-320-00200-8. 
  5. ^ Schuman, R. P. (1971). The Radiochemistry of Manganese (dalam bahasa Inggeris). National Academies. m/s. 2. 
  6. ^ J. Schaefer, T. Faestermann, G. Herzog, K. Knie, G. Korschinek, J. Masarik, A. Meier, M. Poutivtsev, G. Rugel, C. Schlüchter: Terrestrial manganese-53 – A new monitor of Earth surface processes. In: Earth and Planetary Science Letters. 251, 2006, S. 334–345, doi:10.1016/j.epsl.2006.09.016.
  7. ^ Emsley, John (2001). "Manganese". Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, UK: Oxford University Press. m/s. 249–253. ISBN 978-0-19-850340-8. 
  8. ^ a b "Mineral Commodities Summaries 2019" (PDF). USGS (dalam bahasa Inggeris). m/s. 105. doi:10.3133/70202434. ISBN 978-1-4113-4283-5. Dicapai 3 Ogos 2019. 
  9. ^ Wang, X; Schröder, HC; Wiens, M; Schlossmacher, U; Müller, WEG (2009). "Manganese/polymetallic nodules: micro-structural characterization of exolithobiontic- and endolithobiontic microbial biofilms by scanning electron microscopy". Micron. 40 (3): 350–358. doi:10.1016/j.micron.2008.10.005. PMID 19027306. 
  10. ^ United Nations Ocean Economics and Technology Office, Technology Branch, United Nations (1978). Manganese Nodules: Dimensions and Perspectives. Marine Geology. 41. Springer. m/s. 343. Bibcode:1981MGeol..41..343C. doi:10.1016/0025-3227(81)90092-X. ISBN 978-90-277-0500-6. 
  11. ^ Clayton, Donald (2003). Handbook of Isotopes in the Cosmos (dalam bahasa Inggeris). Cambridge University Press. m/s. 229. ISBN 9780521530835. 
  12. ^ "Manganese—It Turns Iron Into Steel (and Does So Much More)" (PDF). USGS (dalam bahasa Inggeris). Dicapai 3 Ogos 2019. 
  13. ^ "Manganese – the third electric vehicle metal no one is talking about". Mining.com (dalam bahasa Inggeris). 24 Mac 2017. Dicapai 3 Ogos 2019. 
  14. ^ Roth, Jerome; Ponzoni, Silvia; Aschner, Michael (2013). "Chapter 6 Manganese Homeostasis and Transport". dalam Banci, Lucia. Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences. 12. Springer. m/s. 169–201. doi:10.1007/978-94-007-5561-1_6. ISBN 978-94-007-5560-4. PMID 23595673.  electronic-book ISBN 978-94-007-5561-1
  15. ^ Michael T. Madigan, John M. Martinko, Thomas Lazar (Übersetzer) und Freya Thomm-Reitz (Übersetzer): Brock Mikrobiologie. 11., aktualisierte Auflage. Pearson Studium, 2009, ISBN 978-3-8273-7358-8, S. 644.
  16. ^ Kuntzleman T, Yocum CF (February 2005). "Reduction-induced inhibition and Mn(II) release from the photosystem II oxygen-evolving complex by hydroquinone or NH2OH are consistent with a Mn(III)/Mn(III)/Mn(IV)/Mn(IV) oxidation state for the dark-adapted enzyme". Biochemistry. 44 (6): 2129–42. doi:10.1021/bi048460i. PMID 15697239. 
  17. ^ Dismukes, G. Charles; Willigen, Rogier T. van (2006). "Manganese: The Oxygen-Evolving Complex & Models". Encyclopedia of Inorganic Chemistry. doi:10.1002/0470862106.ia128. ISBN 978-0470860786.  Missing or empty |title= (bantuan)
  18. ^ Roth JA (2006). "Homeostatic and toxic mechanisms regulating manganese uptake, retention, and elimination". Biol. Res. 39 (1): 45–57. doi:10.4067/S0716-97602006000100006. PMID 16629164. 
  19. ^ Templat:RömppOnline

Pautan luar[sunting | sunting sumber]