Mangan
Mangan atau besi kawi atau Bekawi[2] adalah unsur bersimbol Mn dengan nombor atom 25. Logam rapuh ini berwarna kelabu keputih-putihan dan digunakan dalam perusahaan membuat keluli, kaca dan sebagainya.
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciri-ciri umum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rupa | Keperakan, seperti logam | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mangan dalam jadual berkala | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombor atom (Z) | 25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kumpulan, kala | kumpulan 7, kala 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Blok | Blok d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfigurasi elektron | [Ar] 3d5 4s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bil. elektron per petala/cengkerang | 2, 8, 13, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciri-ciri fizikal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Takat lebur | 1519 K (1246 °C, 2275 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Takat didih | 2334 K (2061 °C, 3742 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ketumpatan suhu bilik hampir | 7.21 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| apabila cecair, pada t.l. | 5.95 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Haba pelakuran | 12.91 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Haba pengewapan | 221 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Muatan haba molar | 26.32 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tekanan wap
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciri-ciri atom | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keadaan pengoksidaan | 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 Berasid, bes atau amfoterik, bergantung kepada keadaan pengoksidaan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keelektronegatifan | Skala Pauling: 1.55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tenaga pengionan | pertama: 717.3 kJ/mol ke-2: 1509.0 kJ/mol ke-3: 3248 kJ/mol (lagi) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jejari atom | empirik: 127 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jejari kovalen | Spin rendah: 139±5 pm Spin tinggi: 161±8 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rampaian | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktur hablur | kiub berpusatkan badan (bcc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kelajuan bunyi rod nipis | 5150 m/s (pada 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pekali pengembangan terma | 21.7 µm/(m·K) (pada 25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Daya pengaliran terma | 7.81 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kerintangan elektrik | 1.44 µΩ·m (pada 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sifat kemagnetan | paramagnetic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kerentanan magnet (χmol) | (α) +529.0·10−6 cm3/mol (293 K)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modulus Young | 198 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modulus pukal | 120 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skala Mohs | 6.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kekerasan Brinell | 196 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombor CAS | 7439-96-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sejarah | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Penemuan | Carl Wilhelm Scheele (1774) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pengasiangan pertama | Johann Gottlieb Gahn (1774) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotop utama bagi mangan | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciri
Logam mangan adalah rapuh dan senang pecah serta mudah mengalami pengoksidaan.[3] Mangan memiliki takat lebur pada 1,246 °C dan takat didih pada 2,100 °C.[4] Daripada segi susunan hablur, mangan memiliki empat jenis susunan hablur dan berkait dengan suhu mangan, seperti di bawah:[5]
| Jenis | Julat suhu (°C) | Bentuk hablur | Sifat magnet | |
|---|---|---|---|---|
| Rajah | Huraian | |||
| α-Mangan | Suhu < 742 |  | Seperti kiub berpusatkan badan | Antiferomagnet |
| β-Mangan | 742 - 1,095 |  | Struktur kiub hablur rumit | Paramagnet |
| γ-Mangan | 1,095 - 1,134 |  | Kiub berpusatkan muka | Antiferomagnet |
| δ-Mangan | Suhu > 1,134 |  | Kiub berpusatkan badan | Paramagnet |
Isotop
Setakat ini, isotop-isotop mangan dengan jisim atom daripada 46 u (46Mn) ke 65 u (65Mn) telah dibuktikan. Mangan memiliki hanya satu isotop stabil, mangan-55 (55Mn) dengan jisim atom 54.930854 u.[6] Radioisotop mangan yang paling tahan lama ialah 53Mn dengan separuh hayat kira-kira 3.7 juta tahun. Radioisotop ini boleh terbentuk melalui tindak balas atom ferum-54, 54Fe dengan atom helium-3, 3He seperti di bawah:[7]
Peringkat pengoksidaan
Peringkat-peringkat pengoksidaan umum mangan ialah +2, +3, +4, +6, and +7. Peringkat pengoksidaan mangan yang paling stabil ialah +2 seperti mangan(II) sulfida (MnSO4). Sebatian dengan mangan pada peringkat pengoksidaan +7 seperti sebatian-sebatian permanganat, MnO4- ialah agen pengoksidaan yang kuat.[3]
Kewujudan
Mangan mempunyai kepekatan sebanyak 1,000 bahagian per juta (0.01%) dalam kerak Bumi, menjadikan mangan sebagai unsur ke-11 paling banyak dalam kerak Bumi.[8] Simpanan mangan global dianggarkan sebanyak 760 juta tan.[9]
Nodul mangan merupakan bebola hidroksida mangan yang dijumpai di dasar lautan. Menurut kajian 1978, kira-kira 500 bilion tan nodul mangan yang wujud di seluruh dunia.[10] Namun begitu, usaha untuk mencari jalan kepada pengekstratan nodul mangan secara berpatutan telah diabaikan sejak 1970-an.[11]
Di sistem suria, kepekatan 55Mn ialah 9,550 bahagian per juta atom silikon, di mana 72% daripadanya dijumpai dalam meteorit dan oleh itu, merupakan isotop ke-33 paling banyak dalam sistem suria.[12]
Pengekstratan
Kira-kira 18 juta tan logam mangan telah diekstrat di seluruh dunia pada tahun 2018. Negara-negara pengeluar mangan terbesar termasuklah Afrika Selatan (5.5 juta tan), Australia (3.1 juta tan) dan Gabon (2.3 juta tan) pada 2018.[9]
Kegunaan
Kira-kira 90% penggunaan mangan tertakluk kepada bidang metalurgi. Dalam pengekstratan besi daripada bijihnya, mangan berfungsi untuk mengeluarkan oksigen dan sulfur daripada bijih. Mangan juga merupakan unsur penting penghasilan aloi keluli. Dalam bidang metalurgi, kira-kira 30% bekalan mangan digunakan dalam proses pengekstratan manakala selebihnya digunakan dalam penghasilan keluli.[13]
Logam mangan digunakan dalam beberapa jenis bateri seperti bateri litium-ion dan bateri nikel-logam hidrida. Mangan juga digunakan sebagai makanan haiwan serta baja.[14]
Fungsi biologi
Mangan ialah salah satu unsur penting dalam benda hidup. Mangan, biasanya ion Mn2+ lazim dijumpai dalam enzim sebagai kofaktor dengan pelbagai fungsi.[15] Selain itu, mangan juga digunakan dalam penghasilan tenaga dalam bakteria-bakteria tertentu seperti bakteria marin, Shewanella putrefaciens yang melaksanakan respirasi anaerob dengan bantuan ion Mn4+ yang berperanan sebagai penerima elektron terminal dan menurun menjadi ion Mn2+.[16] Enzim mangan peroksidase pada kulat Phanerochaete chrysosporium dikenal pasti sebagai salah satu enzim yang membenarkan penguraian lignin.
Dalam tumbuhan hijau, empat ion mangan (dalam peringkat pengoksidaan +2 ke +4)[17] wujud dalam kompleks evolusi oksigen yang berperanan dalam penukaran molekul air kepada molekul oksigen dalam tindak balas cahaya fotosintesis.[18]
Gangguan kesihatan
Pendedahan diri terhadap mangan secara berlebihan boleh menjurus kepada manganisme, suatu masalah kesihatan yang menyebabkan gangguan mental seperti perubahan perasaan dan tingkah laku kompulsif,[19] dan boleh menyebabkan simptom yang menyerupai penyakit Parkinson sekiranya berlanjutan. Kekurangan mangnesium adalah jarang berlaku, dan boleh menyebabkan perubahan pada sistem rangka, gangguan neurologi, masalah metabolisme karbohidrat, masalah pertumbuhan serta masalah kesuburan.[20]
Rujukan
Pautan luar
Kategori berkenaan Mangan di Wikimedia Commons- (Inggeris) Laman rasmi International Manganese Institute (Institut Mangan Antarabangsa)
