1. Fyzikálne vlastnosti
Vzhľad a tvar
Strieborný-biely plech alebo platňa, povrch má kovový lesk.
Krehký, vysoká tvrdosť (tvrdosť podľa Mohsa asi 5 ~ 6), nízka ťažnosť, pri spracovaní sa ľahko zlomí.
Hustota a teplota topenia
Hustota:7,2 až 7,4 g/cm³(hustota blízka železu, ale ťažšia ako hliník).
Teplota topenia:1244 stupňov, bod varu asi 1962 stupňov, prchavý pri vysokej teplote.
Vodivosť a magnetizmus
Dobrá elektrická vodivosť (vodivosť cca.7,8 × 10⁶ S/m), ale nižšie ako medené a hliníkové.
Paramagnetické, ale magnetické vlastnosti sú slabé, nevhodné pre silné magnetické materiály.
Kryštálová štruktúra
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 stupňov ) sa stáva kubickým so stredom v tele (-Mn).
2. Chemické vlastnosti
(1) Oxidačná reakcia
Oxidácia pri izbovej teplote:
Vo vlhkom vzduchu sa na povrchu vytvorí hnedý oxidový film (MnO₂ alebo Mn3O4), reakčná rovnica:
2Mn+3O2→2MnO2 Oxidový film je hustý a spomaľuje ďalšiu koróziu, ale dlhodobé vystavenie vedie ku kriedovaniu lamelárnej štruktúry.
Vysokoteplotná oxidácia:
Pri zahrievaní nad 500 stupňov dochádza k rýchlej oxidácii s tvorbou Mn3O4 alebo MnO:
3Mn+202ΔMn3O4
(2) Reakcie s kyselinami
Zriedené kyseliny:
Ľahko sa rozpúšťa v zriedenej kyseline sírovej a chlorovodíkovej, uvoľňuje vodík a vytvára roztok Mn²⁺:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Reakcia je prudká, je potrebné kontrolovať koncentráciu kyseliny (aby nedošlo k pasivácii koncentrovanou kyselinou).
Koncentrovaná kyselina:
Reakcia sa zastaví v koncentrovanej kyseline sírovej alebo koncentrovanej kyseline dusičnej v dôsledku pasivácie (tvorba oxidového filmu na povrchu).
(3) Reakcia s alkáliou
Pri izbovej teplote nereaguje so silnými zásadami (ako je NaOH), ale pri vysokých teplotách môže pomaly reagovať za vzniku mangananov:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Iné reakcie
Reaguje s halogénmi:
Pri zahrievaní prudko reaguje s Cl2 a Br2 za vzniku halogenidov mangánu (napríklad MnCl2).
Reakcia so sírou:
Pri vysokých teplotách vzniká sulfid mangánu (MnS), ktorý sa používa na odsírenie železa a ocele:
Mn + SAMnS
Obnovujúce vlastnosti:
Pôsobí ako silné redukčné činidlo, vytláča kovy zo solí vysokomocných kovov (napríklad redukuje Fe3⁺ na Fe2⁺).
3. Kľúčové chemické správanie v aplikáciách
Výroba ocele
Deoxidácia: spája sa s kyslíkom v roztavenej oceli za vzniku MnO, ktorý pláva do trosky, ktorá sa má odstrániť:
Mn+O→MnO
Odsírenie: Spája sa so sírou za vzniku MnS, čím sa znižuje obsah síry v oceli a zvyšuje sa jej pevnosť.
Materiály batérie
V lítium-iónových batériách závisí stabilita manganistanu lítneho (LiMn₂O₄) od antioxidačnej kapacity mangánu a stability mriežkovej štruktúry.
Odolnosť proti korózii
Sám o sebe ľahko oxiduje, ale pri použití ako legujúca prísada (napríklad do hliníkových zliatin) vytvára ochranný oxidový film.