A importância e aplicações do Manganês (Mn) no cotidiano

Manganês

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O manganês ( do francês manganèse ) ou manganésio ( designação preterida pela sua semelhança com o magnésio), é um elemento químico, símbolo Mn, número atômico 25 ( 25 prótons e 25 elétrons ) e massa atómica55 u, sólido em temperatura ambiente.

Situa-se no grupo 7 ( 7B ) da classificação periódica dos elementos. Usado em ligas principalmente na do aço e, também, para a produção de pilhas.

Foi descoberto em 1774 pelo sueco Johan Gottlieb Gahn, reduzindo o seu óxido com carbono.

Seus estados de oxidação mais comuns são +2, +3, +4, +6 e +7, ainda que encontrados desde +1 a +7. Os compostos que apresentam manganês com estado de oxidação +7 são agentes oxidantes muito enérgicos. Nos sistemas biológicos, o cátion Mn⁺² compete frequentemente com o Mg⁺². É usado emliga com o ferro nos aços e em outras ligas metálicas.Características principais

O manganês é um metal de transição de coloração branco cinzento parecido com o ferro. É um metal duro e muito frágil, refratário e facilmente oxidável. O manganês metálico pode ser ferromagnético, porém somente depois de sofrer um tratamento especial.

Aplicações

• É importante para a fabricação de aços. O manganês reage com o enxofre presente formando sulfeto de manganês, MnS, evitando que o enxofre reaja com o ferro, aumentando a fragilidade e tornando-o mais difícil de forjar, também o excesso pode reagir com o carbono, originando carbetos de manganês, melhorando as propriedades químicas do aço. Além disso, o manganês tem propriedades desoxidantes evitando a formação de bolhas.
• A maior parte do manganês é empregado para a obtenção de ferromanganês, que contém 80% de manganês. Esta liga metálica de ferro e manganês se obtém por redução do trióxido de diferro, Fe₂O₃, e o dióxido de manganês, MnO₂.
• Também se emprega na produção de siliciomanganês, uma liga com 60-70% de manganês e uns 15-30% de silício.
• Pode estar presente em ligas metálicas, como por exemplo, com alumínio.
• O dióxido de manganês, MnO₂, é usado como despolarizador em pilhas secas, também chamadas de pilhas tipo Leclanché ou de zinco/carbôno (Zn/C). Também é utilizado em pilhas alcalinas ou de zinco/dióxido de manganês (Zn/MnO₂).
• O MnO₂ também se emprega na obtenção de pinturas e na descoloração de vidro (tom esverdeado provocado pela presença de ferro).

História

Se tem encontrado dióxido de manganês, MnO₂, em pinturas rupestres como pigmento de coloração negra. Foram utilizados ao longo da história, por exemplo, pelos egípcios e pelos romanos, compostos de manganês para descolorir o vidro ou dar-lhe coloração.

Foi encontrado manganês nas minas de ferro utilizadas pelos espartanos, o que explica talvez o fato da especial dureza dos seus aços.

No século XVII, o químico alemão Johann R. Glauber produziu pela primeira vez o permanganato, um reativo de laboratório bastante utilizado.

Em meados do século XVIII, o dióxido de manganês foi empregado para a produção de cloro. O químico sueco Carl Scheele foi o primeiro a descobrir que o manganês era um elemento, porém foi J. G. Gahn quem o isolou por redução do óxido com carbono.

No início do século XIX se começou a experimentar o uso do manganês em ligas de aço. Em 1816 comprovou-se que o seu uso endurecia o aço, sem torná-lo mais frágil.

Papel biológico

O manganês é um oligoelemento. É um elemento químico essencial para todas as formas de vida, nas quais tem funções tanto estruturais quanto enzimáticas.

A química biológica do manganês está intimamente associada à química do oxigênio, em seus vários estados de oxidação. Nesse contexto, o manganês desempenha papel fundamental nos processos fotossintéticos de produção de O₂ (composto tetranuclear de Mn no fotossistema II), na degradação oxidativa de lignina (via as Mn-ligninases), em diversas reações de hidrólise e nos processos de proteção contra estresse oxidativo. Entre essas enzimas de proteção, destacam-se a superóxido dismutase de manganês (Mn-SOD), que catalisa o disproporcionamento de superóxidos, O₂^-, e a Mn-catalase, que catalisa o desproporcionamento do peróxido de hidrogênio, H₂O₂. Na concavanila A (da família das lectinas), o manganês tem um papel estrutural.

Em humanos, o manganês é absorvido no intestino delgado, acabando a maior parte no fígado, de onde se dirige para as diferentes partes do organismo.

Sua carência nos humanos pode causar: perda de peso, fragilidade óssea, dermatite, degeneração do ovário ou testículos e náuseas.

Seu excesso (em nível de nutriente) nos humanos pode causar: anorexia, alucinações, dificuldade de memorização, insônia e dores musculares.^[1][2][3][4]

Abundância e obtenção

É o terceiro metal mais abundante na crosta terrestre, atrás do alumínio e ferro e encontra-se amplamente distribuído.

É encontrado em centenas de minerais, embora apenas uma dezena apresente interesse comercial. Destacam-se a: pirolusita (MnO₂), psilomelana (MnO₂·H₂O), manganita (MnO(OH)), braunita (3Mn₂O₃·MnSiO₃), rodonita(MnSiO₃), rodocrosita (MnCO₃), hübnerita (MnWO₄), e outros. Também tem-se encontrado em leitos marinhos, onde o conteúdo de manganês oscila entre 15 e 30%, donde seria possível extraí-lo.

Jazidas

Os países com as maiores jazidas de minerais de manganês são: a África do Sul , a Ucrânia , a China e o Brasil, que encontra - se recentemente em segundo lugar na produção mundial de manganês.

O metal é obtido por redução dos óxidos com alumínio, e o ferromanganês se obtém também reduzindo os óxidos de ferro e manganês com carbono.

Compostos

O permanganato de potássio, KMnO₄, é um reativo de laboratório muito comum devido às suas propriedades oxidantes.

O dióxido de manganês, MnO₂, é usado como despolarizador em pilhas secas. Também pode ser usado para descolorir vidros que apresentam coloração verde devido a presença de traços de ferro. Também é usado para dar coloração ametista ao vidro. É o responsável pela coloração da ametista que é uma variedade de quartzo. Além disso, é utilizado na produção de cloro e oxigênio.

Precauções

O manganês é um elemento químico essencial, sendo necessário um consumo entre 1 a 5 mg por dia, quantidade que se consegue através dos alimentos.

O manganês em excesso é tóxico. Exposições prolongadas a compostos de manganês, de forma inalada ou oral, podem provocar efeitos adversos no sistema nervoso, respiratório e outros.

O permanganato de potássio, KMnO₄, é corrosivo.

FONTE:

MANGANÊS. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2010. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Mangan%C3%AAs&oldid=21134846>. Acesso em: 20 ago. 2010.