1. Tính chất vật lý
Ngoại hình và hình dạng
Tấm hoặc tấm kim loại màu trắng bạc-, bề mặt có ánh kim loại.
Giòn, độ cứng cao (độ cứng Mohs khoảng 5 ~ 6), độ dẻo kém, dễ gãy khi gia công.
Mật độ và điểm nóng chảy
Tỉ trọng:7,2 ~ 7,4 g/cm³(gần bằng mật độ của sắt, nhưng nặng hơn nhôm).
Điểm nóng chảy:1244 độ, nhiệt độ sôi khoảng 1962 độ, dễ bay hơi ở nhiệt độ cao.
Độ dẫn điện và từ tính
Độ dẫn điện tốt (độ dẫn điện khoảng.7,8×10⁶ S/m), nhưng thấp hơn so với đồng và nhôm.
Thuận từ, nhưng tính chất từ yếu, không phù hợp với vật liệu có từ tính mạnh.
Cấu trúc tinh thể
Кубическая кристаллическая система (α-Mn), сложная кубическая структура при комнатной температуре, при высокой температуре (>727 độ) trở thành hình lập phương với tâm ở phần thân (-Mn).
2. Tính chất hóa học
(1) Phản ứng oxy hóa
Oxy hóa ở nhiệt độ phòng:
Một màng oxit màu nâu (MnO₂ hoặc Mn₃O₄) hình thành trên bề mặt trong không khí ẩm, phương trình phản ứng:
2Mn+3O2→2MnO2 Màng oxit dày đặc và làm chậm quá trình ăn mòn hơn nữa, nhưng việc tiếp xúc kéo dài sẽ dẫn đến hình thành phấn trên cấu trúc dạng lớp.
Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao:
Khi đun nóng trên 500 độ, quá trình oxy hóa nhanh chóng xảy ra với sự hình thành Mn₃O₄ hoặc MnO:
3Mn+2O2ΔMn3O4
(2) Phản ứng với axit
Axit loãng:
Dễ dàng hòa tan trong axit sunfuric và clohydric loãng, giải phóng hydro và tạo thành dung dịch Mn2⁺:
Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑ Phản ứng xảy ra rất mãnh liệt, cần kiểm soát nồng độ axit (tránh bị thụ động bởi axit đậm đặc).
Axit đậm đặc:
Phản ứng dừng lại trong axit sulfuric đậm đặc hoặc axit nitric đậm đặc do sự thụ động (hình thành màng oxit trên bề mặt).
(3) Phản ứng với kiềm
Không phản ứng với bazơ mạnh (như NaOH) ở nhiệt độ phòng, nhưng có thể phản ứng chậm ở nhiệt độ cao để tạo thành mangan:
2Mn+4NaOH+3O2Δ2Na2MnO4+2H2O
(4) Các phản ứng khác
Phản ứng với halogen:
Khi đun nóng, nó phản ứng dữ dội với Cl₂ và Br₂ để tạo thành halogenua mangan (ví dụ: MnCl₂).
Phản ứng với lưu huỳnh:
Ở nhiệt độ cao, mangan sunfua (MnS) được hình thành, được sử dụng để khử lưu huỳnh sắt và thép:
Mn+SΔMnS
Đặc tính phục hồi:
Hoạt động như một chất khử mạnh, thay thế kim loại khỏi muối kim loại có hóa trị cao (ví dụ, khử Fe³⁺ thành Fe²⁺).
3. Hành vi hóa học quan trọng trong ứng dụng
luyện thép
Khử oxy: kết hợp với oxy trong thép nóng chảy tạo thành MnO, chất này bay vào trong xỉ để loại bỏ:
Mn+O→MnO
Khử lưu huỳnh: Kết hợp với lưu huỳnh tạo thành MnS, làm giảm hàm lượng lưu huỳnh trong thép và tăng độ bền của thép.
Vật liệu pin
Trong pin lithium{0}}ion, độ ổn định của lithium manganate (LiMn₂O₄) phụ thuộc vào khả năng chống oxy hóa của mangan và độ ổn định của cấu trúc mạng tinh thể.
Chống ăn mòn
Bản thân nó dễ bị oxy hóa, nhưng khi được sử dụng làm chất phụ gia hợp kim (ví dụ, trong hợp kim nhôm), nó sẽ tạo thành một màng oxit bảo vệ.