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El manganeso es un elemento químico que se clasifica como un metal de transición. Fue reconocido por primera vez como un elemento químico distinto en 1740.

Descubrimiento de manganeso

Los compuestos de manganeso se han utilizado desde la antigüedad.

Ya en el siglo I d. C., Plinio el Viejo, autor romano, describió cómo se usaba un polvo negro (dióxido de manganeso) para fabricar vidrio incoloro. Hoy en día todavía se usa para el mismo propósito.

El primer reconocimiento de la existencia del manganeso como elemento distinto fue en 1740, cuando el químico alemán Johann Heinrich Pott afirmó que la pirolusita (dióxido de manganeso) contenía un nuevo metal terrestre. Hasta entonces se creía que la pirolusita era un compuesto de hierro.

Pott preparó manganato de potasio fusionando potasa cáustica (hidróxido de potasio) con pirolusita en aire. Los cambios de color que observó en el producto fueron verde/azul/rojo/verde, estableciendo que la pirolusita no contenía hierro. 

Los detalles del primer aislamiento de manganeso metálico fueron publicados en 1770 por Ignatius Gottfried Kaim en una disertación bajo la supervisión del químico Jakab Jozsef Winterl. Trabajando en Viena, Kaim mezcló pirolusita en polvo con el doble de su peso de fundente negro y calentó fuertemente la mezcla. La composición del flujo de Kaim es incierta, aunque probablemente se basó en carbón vegetal. (Un fundente es un agente reductor). Si es así, la reacción habría sido:

MnO2 + C → Mn + CO2

Kaim describió el producto de la reacción como un metal quebradizo brillante de color azul blanquecino con muchas facetas de formas diferentes. Cuando se rompió y se vio de lado, observó manchas azules.

Kaim afirmó que no había hierro presente en su producto, pero sabía que su manganeso no era puro. Invitó a otros químicos a encontrar un fundente que pudiera producir el metal puro.

En Suecia, Carl Wilhelm Scheele, el descubridor del cloro y uno de los descubridores independientes del oxígeno, sabía que la pirolusita contenía un nuevo elemento. Sus intentos de aislarlo fracasaron y le pidió a su amigo Johan Gottlieb Gahn que lo intentara.

Gahn usó un método similar al que Kaim había usado unos años antes, con carbón vegetal como agente reductor. Gahn usó una cerbatana para aumentar la temperatura de la reacción.

El metal que produjo era blanco, duro y quebradizo; cuando se rompió tenía una estructura granular. El manganeso de Gahn también era impuro, pero el nuevo elemento metálico obtuvo ahora un amplio reconocimiento.

El nombre de manganeso proviene del uso de sus compuestos en la fabricación de vidrio. Estos compuestos fueron llamados ‘magnes’ en latín, que significa ‘imán’.

Pero… ¡El manganeso en realidad no es magnético!

Datos interesantes sobre el manganeso

  1. El manganeso es un elemento esencial en la fotosíntesis. Sin él, no habría oxígeno libre en la tierra.
  2. Los cuerpos humanos contienen una pequeña cantidad de manganeso: alrededor de 10 a 20 mg. Si cortaras una moneda de 10 céntimos en 100 piezas iguales, cada pieza pesaría más que el peso del manganeso en un ser humano promedio. A pesar de esto, no podemos sobrevivir sin él; el manganeso realiza funciones metabólicas vitales.
  3. El manganeso en humanos necesita ser recargado con frecuencia porque nuestros cuerpos no pueden almacenarlo.
  4. Los neandertales pueden haber usado dióxido de manganeso negro como cosmético hace 50 000 años.

Apariencia y Características

Efectos nocivos:

El exceso de manganeso, particularmente la inhalación del polvo, es tóxico. La exposición al polvo de manganeso u óxido(s) de manganeso puede resultar en una condición médica llamada manganismo; los síntomas se asemejan a los de la enfermedad de Parkinson. Los trabajadores con un riesgo particular de exposición incluyen mineros y soldadores.

Características:

El manganeso es un metal blanco grisáceo, duro y quebradizo que puede recibir un alto pulido. No es magnético. El metal se empaña con la exposición al aire y, cuando se calienta, se oxida a óxido de manganeso (II, III) (Mn3O4).

Como otros metales de transición, el manganeso tiene más de un estado de oxidación común. El más estable es +2, que es de color rosa pálido en soluciones acuosas. También es importante +4, marrón/negro, que se encuentra en el dióxido de manganeso; y +7 encontrado en el anión permanganato púrpura MnO4. El estado de oxidación +6 del manganeso es verde.

Usos del Manganeso

Durante más de 2000 años, el dióxido de manganeso se ha utilizado para fabricar vidrio incoloro. El vidrio está hecho de arena (sílice) y la mayoría de la arena contiene óxido de hierro (II), que naturalmente le da al vidrio un color verde. A veces se afirma incorrectamente que el dióxido de manganeso oxida el óxido de hierro (II) a óxido de hierro (III); con un cambio de color correspondiente de verde intenso a amarillo pálido, y el amarillo pálido es demasiado tenue para ser visto.

De hecho, la verdadera razón por la que el vidrio se decolora son los colores complementarios. Los colores que están directamente opuestos entre sí en la rueda de colores (imagen: izquierda) se anulan entre sí para dejar un gris pálido.

En el vidrio el dióxido de manganeso forma un silicato violeta que anula el color verde del Hierro (II).

El dióxido de manganeso también se usa como pigmento negro-marrón en la pintura y como relleno en las baterías de celda seca.

La gran mayoría del mineral de manganeso termina en la producción de acero, donde el manganeso desulfura y desoxida el acero.

También se usa ampliamente para producir una variedad de aleaciones importantes. Por ejemplo, el aluminio utilizado para fabricar la mayoría de las latas de refrescos contiene aproximadamente un 1 % de manganeso para mejorar la rigidez y la resistencia a la corrosión de las latas.

Se pueden agregar compuestos de organo-manganeso a la gasolina para aumentar su índice de octanaje y reducir la detonación del motor.

El manganeso es el duodécimo elemento más abundante en la corteza terrestre y es un oligoelemento esencial para toda la vida en la tierra.

En el cuerpo humano se necesitan varias enzimas que contienen manganeso para metabolizar los carbohidratos, el colesterol y los aminoácidos. Por lo general, nuestros cuerpos tienen alrededor de 10 a 20 mg de manganeso. Esto necesita ser recargado con frecuencia porque nuestros cuerpos no pueden almacenarlo. Alrededor de una cuarta parte del manganeso en nuestro cuerpo está en los huesos, mientras que el resto se distribuye uniformemente a través de nuestros tejidos. (10)

Abundancia e isótopos

  • Abundancia en la corteza terrestre: 0,1% por peso, 360 partes por millón por moles
  • Abundancia en el sistema solar: 10 partes por millón en peso, 0,2 partes por millón en moles
  • Coste de producción puro: 6,5€ 100g
  • Coste de producción a granel: 0,28€ por 100g
  • Fuente: El manganeso se presenta principalmente como mineral pirolusita (MnO2) y como rodocrosita (MnCO3). El manganeso se puede encontrar en los nódulos de manganeso en el fondo del océano, pero estos son comercialmente inviables actualmente. Comercialmente, el manganeso se produce por reducción de sus minerales usando aluminio. El manganeso de alta pureza se produce por electrólisis de sulfato de manganeso en solución.
  • Isótopos: el manganeso tiene 21 isótopos cuyas vidas medias se conocen, con números de masa de 46 a 66. El manganeso natural consiste en su único isótopo estable, 55Mn.
SímboloMn
Número atómico25
Valencias+2, +3, +4, +6 y +7
Peso atómico54,938
Punto de ebullición (ºC)+2061 
Punto de fusión (ºC)+1246 
Densidad (Kg/m3)7430 
Estructura atómica[Ar] 3d5 4s2

Descubre más elementos en nuestra tabla periódica.

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