Ocurrencia, usos y propiedades
El manganeso combinado con otros elementos está ampliamente distribuido en la corteza terrestre. El manganeso es el segundo elemento de transición, después del hierro, en cuanto a su abundancia en la corteza terrestre; es más o menos similar al hierro en sus propiedades físicas y químicas, pero es más duro y quebradizo. Se encuentra en varios yacimientos importantes, de los cuales los minerales más importantes (que son principalmente óxidos) consisten principalmente en dióxido de manganeso (MnO2) en forma de pirolusita, romanechita y guata. El manganeso es esencial para el crecimiento de las plantas y participa en la asimilación de los nitratos en las plantas verdes y las algas. Es un oligoelemento esencial en los animales superiores, en los que participa en la acción de muchas enzimas. La falta de manganeso provoca atrofia testicular. Un exceso de este elemento en plantas y animales es tóxico.
Tomihahndorf
Los minerales de manganeso son producidos principalmente por Australia, Sudáfrica, China, Gabón y Brasil. Grandes áreas del fondo del océano están cubiertas de nódulos de manganeso, también llamados nódulos polimetálicos, concreciones de manganeso con algo de hierro, silicio y aluminio. Se estima que la cantidad de manganeso en los nódulos es mucho mayor que la de las reservas terrestres.
Bernard Regent/The Hutchison Library
Cortesía del Observatorio Geológico Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia
La mayor parte del manganeso producido se utiliza en forma de aleaciones de ferromanganeso y silicomanganeso para la fabricación de hierro y acero. Los minerales de manganeso que contienen óxidos de hierro se reducen primero en altos hornos o en hornos eléctricos con carbono para obtener ferromanganeso, que a su vez se utiliza en la fabricación de acero. La adición de manganeso, que tiene mayor afinidad por el azufre que el hierro, convierte el sulfuro de hierro de baja fusión del acero en sulfuro de manganeso de alta fusión. Producido sin manganeso, el acero se rompe al ser laminado en caliente o forjado. Los aceros suelen contener menos del 1% de manganeso. El acero al manganeso se utiliza para un servicio muy robusto; al contener entre un 11 y un 14 por ciento de manganeso, proporciona una superficie dura, resistente al desgaste y autorrenovable sobre un núcleo duro e irrompible. El manganeso puro producido electrolíticamente se utiliza sobre todo en la preparación de aleaciones no ferrosas de cobre, aluminio, magnesio y níquel y en la producción de productos químicos de gran pureza. Prácticamente todas las aleaciones comerciales de aluminio y magnesio contienen manganeso para mejorar la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas. Las latas de aluminio contienen aproximadamente un 1,5% de manganeso. (Para obtener información detallada sobre la extracción, el refinamiento y las aplicaciones del manganeso, véase el procesamiento del manganeso.)
Todo el manganeso natural es el isótopo estable manganeso-55. Existe en cuatro modificaciones alotrópicas; la estructura cúbica compleja de la llamada fase alfa es la forma estable a temperaturas ordinarias. El manganeso se parece un poco al hierro en su actividad química general. El metal se oxida superficialmente en el aire y se oxida en el aire húmedo. Se quema en el aire o en el oxígeno a temperaturas elevadas, al igual que el hierro; descompone el agua lentamente cuando está fría y rápidamente al calentarse; y se disuelve fácilmente en ácidos minerales diluidos con la evolución del hidrógeno y la formación de las sales correspondientes en el estado de oxidación +2.
El manganeso es bastante electropositivo, disolviéndose muy fácilmente en ácidos diluidos no oxidantes. Aunque es relativamente poco reactivo con los no metales a temperatura ambiente, reacciona con muchos a temperaturas elevadas. Así, el manganeso arde en cloro para dar cloruro de manganeso (II) (MnCl2), reacciona con flúor para dar fluoruro de manganeso (II) (MnF2) y fluoruro de manganeso (III) (MnF3), arde en nitrógeno a unos 1.200 °C (2.200 °F) para dar nitruro de manganeso (II) (Mn3N2) y arde en oxígeno para dar óxido de manganeso (II,III) (Mn3O4). El manganeso también se combina directamente con el boro, el carbono, el azufre, el silicio o el fósforo, pero no con el hidrógeno.
