1. Propriétés physiques
Apparence et forme
Tôle ou plaque métallique blanc argenté -, la surface a un éclat métallique.
Fragile, dureté élevée (dureté Mohs d'environ 5 ~ 6), mauvaise ductilité, facile à casser une fois traité.
Densité et point de fusion
Densité:7,2~7,4 g/cm³(proche de la densité du fer, mais plus lourd que l'aluminium).
Point de fusion:1244 degrés, point d'ébullition d'environ 1962 degrés, volatil à haute température.
Conductivité et magnétisme
Bonne conductivité électrique (conductivité env.7,8 × 10⁶ S/m), mais inférieure à celle du cuivre et de l’aluminium.
Paramagnétique, mais les propriétés magnétiques sont faibles et ne conviennent pas aux matériaux magnétiques puissants.
Structure cristalline
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 degrés) devient cubique avec le centre dans le corps (-Mn).
2. Propriétés chimiques
(1) Réaction d'oxydation
Oxydation à température ambiante:
Un film d'oxyde brun (MnO₂ ou Mn₃O₄) se forme à la surface dans l'air humide, équation de réaction :
2Mn+3O2→2MnO2 Le film d'oxyde est dense et ralentit la corrosion, mais une exposition prolongée conduit au farinage de la structure lamellaire.
Oxydation à haute température:
Lorsqu'il est chauffé au-dessus de 500 degrés, une oxydation rapide se produit avec formation de Mn₃O₄ ou MnO :
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Réactions avec les acides
Acides dilués:
Se dissout facilement dans les acides sulfurique et chlorhydrique dilués, libère de l'hydrogène et forme une solution de Mn²⁺ :
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ La réaction est violente, il faut contrôler la concentration en acide (pour éviter la passivation par l'acide concentré).
Acide concentré:
La réaction s'arrête dans l'acide sulfurique concentré ou l'acide nitrique concentré en raison de la passivation (formation d'un film d'oxyde en surface).
(3) Réaction avec un alcali
Ne réagit pas avec les bases fortes (telles que NaOH) à température ambiante, mais peut réagir lentement à des températures élevées pour former des manganates :
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Autres réactions
Réagit avec les halogènes:
Lorsqu'il est chauffé, il réagit violemment avec Cl₂ et Br₂ pour former des halogénures de manganèse (par exemple MnCl₂).
Réaction avec le soufre:
À haute température, il se forme du sulfure de manganèse (MnS), qui est utilisé pour désulfurer le fer et l'acier :
Mn+SΔMnS
Propriétés réparatrices:
Agit comme un agent réducteur puissant, déplaçant les métaux des sels métalliques de haute valence (par exemple, réduisant Fe³⁺ en Fe²⁺).
3. Comportement chimique clé dans les applications
Sidérurgie
Désoxydation: se combine avec l'oxygène de l'acier en fusion pour former du MnO, qui flotte dans les scories à éliminer :
Mn+O→MnO
Désulfuration: Se combine avec le soufre pour former du MnS, réduisant la teneur en soufre de l'acier et augmentant sa résistance.
Matériaux de batterie
Dans les batteries lithium-ion, la stabilité du manganate de lithium (LiMn₂O₄) dépend de la capacité antioxydante du manganèse et de la stabilité de la structure du réseau.
Résistance à la corrosion
Il s'oxyde facilement tout seul, mais lorsqu'il est utilisé comme additif d'alliage (par exemple dans les alliages d'aluminium), il forme un film d'oxyde protecteur.