Zisk a výskyt manganu

v přírodě je velmi rozšířen
nejvýznamnější rudy:
- pyroluzit (burel) $MnO_2$
- braunit $Mn_2O_3$
- manganit $MnO(OH)$
- hausmanit $MnO\cdot{Mn_2O_3}$
je obsažen v minerálních vodách
v nepatrném množství se nachází v rostlinných a živých organismech
většina rud se zpracovává na ferromangan
- 95% produkce manganu se spotřebuje na výrobu oceli
- vyrábí se redukcí $MnO_2$ a $Fe_2O_3$ koksem ve vysoké peci

Vlastnosti manganu

je to těžko tavitelný neušlechtilý stříbrolesklý kov podobný železu
rozpouští se ve vodných roztocích kyselin a alkalických hydroxidů
- poměrně ochotně reaguje dokonce s vodou
- narozdíl od ostatních kovů se nepasivuje

Vazebné možnosti manganu

mangan se vyskytuje v oxidačních stavech v rozemzí $-III$ až $VII$
- nejstabilnější je oxidační stupeň $II$
- poměrně stabilní je i oxidační stupeň $IV$
- málo stálý je stupeň $VII$, který se velmi snadno redukuje
sloučeniny obsahující $Mn^{VII}$ jsou koordinovány tetraedricky
- hybridizace $sd^3$
- systém $\sigma$-vazeb je doplněn také $\pi$-interakcí
sloučeniny obsahující $Mn^{II}$ jsou koordinovány různě
- běžně jsou koordinovány do tetraedru, čtverce nebo oktaedru
- pokud jsou vazebnými partneri elektronegativní atomy nebo skupiny atomů, vazba má iontový charakter
sloučeniny obsahující $Mn^{IV}$ bývají koordinovány oktaedricky
- takové sloučeniny mají značné oxidační účinky a relativně snadno se redukují
- jeví snahu přejít do oxidačního stavu $II$
další oxidační stavy se vyskytují primárně v konkrétních aniontech a komplexních částicích
oxidační stav $III$ byl pozorován v některých binárních sloučeninách
neobvykle se v některých komplexech s některými organickými ligandy mohou stabilizovat atomy manganu v oxidačních stavech $I$ až $-III$

Sloučeniny manganu

hydroxid manganatý $Mn(OH)_2$
- je to bílá ve vodě nerozpustná látka
- je to bazická sloučenina
- v kyselinách se rozpouští za vzniku manganatých solí
- při styku se vzdušným kyslíkem se oxiduje na nestálý oxid manganitý $Mn_2O_3$ nebo na $MnOH(O)$
oxid manganatý $MnO$
- je velmi bazický
oxid manganistý $Mn_2O_7$
- je to explozivní, silně kyselá zelená kapalina
- s vodou poskytuje kyselinu manganistou
- je velmi silným oxidačním činidlem
  - většinu organických látek oxiduje za výbuchu
- při delším pobytu na vzduchu se rozpadá na oxid manganičitý
oxid manganičitý $MnO_2$
- je poměrně stálý
- v kyselém prostředí je silným oxidačním činidlem
  - dokáže oxidovat kyselinu chlorovodíkovou za vzniku elementárního chloru
    - $MnO_2+4\ HCl\longrightarrow{Cl_2+MnCl_2+2\ H_2O}$
    - tato reakce se používala na výrobu chloru
- je zřetelně amfoterní
- používá se:
  - v ocelářském průmyslu
  - při výrobě barviv a nátěrových hmot
  - při výrobě keramických feritů
    - jsou to nekovové magnety
    - jsou mnohem levnější
    - nejvýznamnější jsou měkké ferity
      - používají se při výrobě televizních příjmačů
  - při výrobě skla
    - uplatňuje se jako odbarvovací prostředek
    - sklářské mýdlo
      - nazelenalé sklo (vlivem železa) se roztaví a přidá se do něj $MnO_2$
      - ten se redukuje z $Mn^{IV}$ na $Mn^{III}$
      - takový managan má hnědou červenou barvu, která je doplňková k železné zelené
      - sklo se pak jeví jako bezbarvé
  - na výrobu suchých článků
manganany
- v pevném stavu jsou stálé
  - v roztocích jsou stálé pouze v silně bazickém prostředí
    - v kyselém prostředí disproporcinují
      - $3\ MnO_4^{2-}+4\ H_3O^+\longrightarrow{2\ MnO_4^-+MnO_2+6\ H_2O}$
- kyselina manganová $H_2MnO_4$
  - je to hypotetická látka
  - pravděpodobně vzniká jeko meziprodukt
manganistany
- jsou to extrémně silná oxidační činidla
- v roztocích se redukují dokonce na manganaté soli
  - $MnO_4^-+8\ H_3O^++5\ e^-\longrightarrow{Mn^{2+}+12\ H_2O}$
- manganistan draselný $KMnO_4$
  - hypermangan
  - ve vodě se rozpouští na intenzivně fialový roztok
  - je to extréměn silné oxidační činidlo
  - v kyselém prostředí se dokáže redukovat až na stupeň $Mn^{II}$
    - v neutrálním a zásaditém prstředí jen na $Mn^{IV}$
  - jeho účinky se využívají při manganometrii
  - využívá se v organické syntéze
    - třeba na výrobu sacharinu nebo kyseliny benzoové
  - může se použít i jako desinfekční prostředek
    - použí se hlavně pro desinfekci pitné vody a nahrazuje chlor
      - nedává vodě nepříjmený zápach a nežádoucí příchuť
      - při čištění se redukuje na $MnO_2$
        
        ten dál slouží jako koagulační prostředek
        
        napomáhá při odstraňování koloidních nečistot
- kyselina manganistá $HMnO_4\cdot{2\ H_2O}$
  - při teplotě 0°C je nestálá a rozkládá se
    - je stálá jen ve vodném roztoku
halogenidy
- odvozují se pouze od oxidačních stavů $II$ a $III$
  - fluoridy také od oxidačního stavu $IV$
sulfidy
- existují dva - $MnS_2$ a $MnS$
- dají se připravit přímou syntézou
- sulfid manganatý $MnS$ se navíc připravuje ve třech různých modifikacích srážením vodného roztoku soli manganaté sulfanem
karbonyl manganu $[Mn_2(CO)_{10}]$
- odvozuje se od něj celá řada sloučenin
- karbonyly se nejčastěji substituují za ligandy obsahující fosfor
  - $PF_3,PCl_3,P(C_2H_5)_3,P(C_6H_5)$ a další
- obsahuje vazbu kov-kov
organokovové sloučeniny
s nekovy a polokovy tvoří mangan řadu sloučenin
- mimo jiné třeba karbid $Mn_3C$ nebo nitridy $Mn_2N,Mn_4N$
oxidace sloučenin manganu je možná pouze za použití velmi silných oxidovadel
- dají se použít třeba $PbO_2,PrO_2,CeO_2$, peroxosloučeniny, $BiO_3^-,FeO_4^{2-},ClO^-,BrO^-$
- je technicky náročná
  - musí se pracovat v adekvátním prostředí
  - musí být katalyzovány za přítomnosti stopového množství těžkých kovů