Sifat, kegunaan, Pembuatan dan Sumber dari Unsur Kimia Mangan

Penemuan Mangan
Senyawa mangan telah digunakan sejak zaman purba. Pada abad pertama Masehi, Pliny the Elder, penulis Romawi, menggambarkan bagaimana bubuk hitam (mangan dioksida) digunakan untuk memproduksi kaca tak berwarna, dimana masih digunakan untuk tujuan yang sama hari ini. Pengenalan pertama keberadaan mangan sebagai unsur yang berbeda adalah pada tahun 1740, ketika ahli kimia Jerman Johann Heinrich Pott menyatakan bahwa pyrolusite (mangan dioksida) mengandung logam tanah baru. Sampai saat itu pyrolusite diyakini telah menjadi senyawa besi. Pott membuat kalium manganat dengan menyiram kaustik kalium (kalium hidroksida) dengan pyrolusite di udara. Perubahan warnanya yang ditelitipada produk itu berwarna hijau / biru / merah / hijau, membuat bahwa pyrolusite tidak mengandung zat besi.

Rincian isolasi pertama logam mangan diterbitkan pada tahun 1770 oleh Ignatius Gottfried Kaim dalam sebuah disertasi di bawah pengawasan ahli kimia Jakab Jozsef Winterl. Bekerja di Wina, Kaim mencampur bubuk pyrolusite dengan dua kali berat fluks hitam dan memanaskan campuran dengan kuat. Komposisi fluks Kaim tidak pasti, meski mungkin berbahan dasar arang. (Fluks adalah zat pereduksi.) Jika demikian, reaksinya adalah sebagai berikut

MnO₂ + C   →   Mn + CO₂

Kaim menggambarkan produk reaksi tersebut sebagai logam rapuh berkilau biru keputihan dengan banyak segi yang berbeda. Saat dipatahkan dan dilihat permukaan sisinya, ia menemukan bintik-bintik biru. Kaim mengklaim bahwa tidak ada besi yang hadir dalam produknya, tapi dia sadar mangannya tidak murni. Ia mengundang ahli kimia lain untuk menemukan fluks yang bisa menghasilkan logam murni.

Di Swedia, Carl Wilhelm Scheele – penemu klorin dan salah satu penemu independen oksigen – sadar bahwa pyrolusite mengandung unsur baru. Usahanya untuk mengisolasi itu gagal dan dia meminta temannya Johan Gottlieb Gahn untuk mencoba. Gahn menggunakan metode serupa dengan yang digunakan Kaim beberapa tahun sebelumnya, dengan arang sebagai agen pereduksi. Gahn menggunakan pipa peniup untuk meningkatkan suhu reaksi.

Logam yang dihasilkannya putih, keras dan rapuh; Saat patah itu memiliki struktur granular. Mangan Gahn juga tidak murni, namun unsur metalik baru sekarang mendapat pengakuan luas.  Nama mangan berasal dari penggunaan senyawa dalam pembuatan gelas. Senyawa ini disebut ‘magnes’ dalam bahasa Latin, yang berarti ‘magnet’.  Mangan sebenarnya bukan bersifat magnet.

Fakta menarik tentang Mangan
1. Mangan merupakan unsur penting dalam fotosintesis. Tanpa itu, tidak akan ada oksigen bebas di bumi.

2. Tubuh manusia mengandung sejumlah kecil mangan: sekitar 10 – 20 mg. Meskipun demikian, kita tidak dapat bertahan tanpa imangan, karena ubsur tersebut melakukan fungsi metabolisme vital.
3. Mangan pada manusia perlu sering dibuang karena tubuh kita tidak bisa menyimpannya.
4. Neanderthal mungkin telah menggunakan mangan dioksida hitam sebagai kosmetik 50.000 tahun yang lalu.

Penampilan dan Karakteristik
Efek berbahaya:
Kelebihan mangan, terutama menghirup bubuk/debu, bersifat racun. Paparan debu mangan atau mangan oksida bisa mengakibatkan kondisi medis yang disebut manganisme, gejala menyerupai penyakit Parkinson. Pekerja berisiko terkena paparan termasuk penambang dan tukang las.

Karakteristik:
Mangan adalah logam abu-abu putih, keras, rapuh, yang bisa memoles cat tingkat tinggi. Logam Ini tidak magnetis. Logam merusak pada paparan udara dan, bila dipanaskan, dioksidasi menjadi mangan (II, III) oksida (Mn₃O₄).

Seperti logam transisi lainnya, mangan memiliki lebih dari satu keadaan oksidasi. Yang paling stabil adalah +2, yang merupakan warna pink pucat dalam larutan berair. Yang juga penting adalah +4, coklat/hitam, yang ditemukan di mangan dioksida; dan +7 ditemukan pada anion permanganat ungu MnO₄^–. Keadaan oksidasi Mangan + 6 berwarna hijau.

Kegunaan Mangan
1. Selama lebih dari 2000 tahun mangan dioksida telah digunakan untuk membuat kaca tak berwarna. Kaca terbuat dari pasir (silika) dan kebanyakan pasir mengandung besi (II) oksida, yang secara alami memberi warna hijau kepada kaca. Terkadang salah untuk menyatakan bahwa mangan dioksida mengoksidasi besi (II) oksida menjadi besi (III) oksida; dengan perubahan warna yang sesuai dari hijau yang intens menjadi kuning pucat – dan kuning pucat terlalu pucat untuk dilihat.

2. Sebenarnya, alasan sebenarnya kaca tidak berwarna adalah warna pelengkap. Warna yang berhadapan langsung satu sama lain pada roda warna (gambar bawah) saling membatalkan satu sama lain, untuk meninggalkan abu abu muda.

3. Dalam kaca, mangan dioksida membentuk silikat ungu yang menghilangkan warna hijau Besi

4. Mangan dioksida juga digunakan sebagai pigmen coklat hitam di cat dan sebagai pengisi baterai sel kering.

5. Sebagian besar bijih mangan digunakan pada produksi baja di mana mangan tersebut dicampur untuk menghilangkan oksigen pada baja.

6. Hal ini juga digunakan secara ekstensif untuk menghasilkan berbagai paduan penting. Sebagai contoh, aluminium yang digunakan untuk membuat kaleng minuman ringan mengandung sekitar 1% mangan untuk memperbaiki kekakuan kaleng dan ketahanan korosi.

7. Senyawa organo-mangan dapat ditambahkan ke bensin untuk meningkatkan nilai oktannya dan mengurangi ketukan mesin.

8. Mangan adalah elemen yang paling ke dua belas yang paling melimpah di kerak bumi dan merupakan elemen penting untuk semua kehidupan di bumi.

9. Dalam tubuh manusia, beberapa enzim yang mengandung mangan perlu memetabolisme karbohidrat, kolesterol, dan asam amino. Biasanya tubuh kita memiliki sekitar 10 – 20 mg mangan. Hal ini perlu sering ditambahkan karena tubuh kita tidak dapat menyimpannya. Sekitar seperempat mangan di tubuh kita berada dalam tulang, sementara sisanya terbagi merata melalui jaringan tubuh kita.

Kelimpahan dan Isotop
Kelimpahan kerak bumi: 0,1% berat, 360 bagian per juta mol
Kelimpahan tata surya: 10 bagian per juta berat, 0,2 bagian per juta  mol

Biaya, murni: $ 6,5 100g
Biaya, curah: $ 0,28 per 100 g

Sumber:

Mangan terutama terjadi sebagai mineral pyrolusite (MnO₂) dan sebagai rhodochrosite (MnCO₃). Mangan dapat ditemukan pada nodul mangan di dasar laut, namun saat ini tidak dapat dibiarkan secara komersial. Secara komersial, mangan diproduksi dengan cara mengurangi bijihnya menggunakan aluminium. Kemurnian mangan yang tinggi dibuat dengan elektrolisis mangan sulfat dalam larutan.

Isotop:

Mangan memiliki 21 isotop yang umur paruhnya diketahui, dengan jumlah massa 46 sampai 66. Mangan alami terdiri dari satu isotop stabil, ⁵⁵Mn.

Sifat Fisik Lainnya