Manganês

Ocorrência, usos e propriedades

Manganês combinado com outros elementos é amplamente distribuído na crosta terrestre. O manganês é o segundo maior produtor de ferro entre os elementos de transição em sua abundância na crosta terrestre; é aproximadamente similar ao ferro em suas propriedades físicas e químicas, mas é mais duro e mais frágil. Ocorre em vários depósitos substanciais, dos quais os minérios mais importantes (que são principalmente óxidos) consistem principalmente de dióxido de manganês (MnO2) sob a forma de pirrolusite, romanechite e wad. O manganês é essencial para o crescimento das plantas e está envolvido na assimilação de nitratos em plantas verdes e algas. É um oligoelemento essencial nos animais superiores, nos quais participa da acção de muitas enzimas. A falta de manganês provoca atrofia testicular. Um excesso deste elemento em plantas e animais é tóxico.

Manganês são produzidos principalmente pela Austrália, África do Sul, China, Gabão e Brasil. Grandes áreas do fundo do oceano são cobertas com nódulos de manganês, também chamados nódulos polimetálicos, concreções de manganês com algum ferro, silício e alumínio. A quantidade de manganês nos nódulos é estimada em muito mais do que aquela nas reservas de terra.

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A maior parte do manganês produzido é utilizada na forma de ferromanganês e ligas de silicomanganês para a fabricação de ferro e aço. Os minérios de manganês contendo óxidos de ferro são primeiramente reduzidos em altos-fornos ou fornos elétricos com carbono para produzir ferromanganês, que por sua vez é utilizado na fabricação de aço. A adição de manganês, que tem maior afinidade com o enxofre do que o ferro, converte o sulfeto de ferro de baixa fusão no aço em sulfeto de manganês de alta fusão. Produzido sem manganês, o aço se rompe quando laminado a quente ou forjado. Os aços contêm geralmente menos de 1% de manganês. O aço de manganês é usado para serviço muito resistente; contendo 11% a 14% de manganês, fornece uma superfície dura, resistente ao desgaste e auto-renovável sobre um núcleo duro e inquebrável. O manganês puro produzido eletroliticamente é usado principalmente na preparação de ligas não ferrosas de cobre, alumínio, magnésio e níquel e na produção de produtos químicos de alta pureza. Praticamente todas as ligas comerciais de alumínio e magnésio contêm manganês para melhorar a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas. As latas de alumínio contêm cerca de 1,5% de manganês. (Para informações detalhadas sobre a extração, refinação e aplicações do manganês, veja processamento de manganês.)

Todo o manganês natural é o isótopo estável manganês-55. Ele existe em quatro modificações alotrópicas; a complexa estrutura cúbica da chamada fase alfa é a forma estável a temperaturas normais. O manganês assemelha-se um pouco ao ferro na atividade química em geral. O metal oxida superficialmente no ar e enferruja no ar úmido. Ele queima no ar ou oxigênio a temperaturas elevadas, assim como o ferro; decompõe a água lentamente quando fria e rapidamente no aquecimento; e dissolve-se prontamente em ácidos minerais diluídos com evolução de hidrogênio e a formação dos sais correspondentes no estado de oxidação +2.

Manganês é bastante eletropositivo, dissolvendo-se prontamente em ácidos não oxidantes diluídos. Embora relativamente não reativo aos não metais à temperatura ambiente, ele reage com muitos a temperaturas elevadas. Assim, o manganês queima em cloro para dar cloreto de manganês(II) (MnCl2), reage com flúor para dar fluoreto de manganês(II) (MnF2) e flúor de manganês(III) (MnF3), queima em nitrogênio a cerca de 1.200 °C (2.200 °F) para dar nitreto de manganês(II) (Mn3N2), e queima em oxigênio para dar óxido de manganês(II,III) (Mn3O4). O manganês também combina diretamente com boro, carbono, enxofre, silício ou fósforo, mas não com hidrogênio.