Propriétés des éléments
Occurrence, utilisations et propriétés
Le manganèse combiné à d’autres éléments est largement distribué dans la croûte terrestre. Le manganèse est le deuxième après le fer parmi les éléments de transition dans son abondance dans la croûte terrestre ; il est à peu près similaire au fer dans ses propriétés physiques et chimiques, mais il est plus dur et plus cassant. Il se produit dans un certain nombre de gisements importants, dont les minerais les plus importants (qui sont principalement des oxydes) consistent principalement en dioxyde de manganèse (MnO2) sous forme de pyrolusite, de romanéchite et de bourre. Le manganèse est indispensable à la croissance des plantes et participe à l’assimilation des nitrates dans les plantes vertes et les algues. C’est un oligo-élément essentiel chez les animaux supérieurs, chez lesquels il participe à l’action de nombreuses enzymes. Le manque de manganèse provoque une atrophie testiculaire. Un excès de cet élément dans les plantes et les animaux est toxique.
Les minerais de manganèse sont principalement produits par l’Australie, l’Afrique du Sud, la Chine, le Gabon et le Brésil. De vastes zones du fond de l’océan sont couvertes de nodules de manganèse, également appelés nodules polymétalliques, concrétions de manganèse avec du fer, du silicium et de l’aluminium. On estime que la quantité de manganèse dans les nodules est bien supérieure à celle des réserves terrestres. La majeure partie du manganèse produit est utilisée sous forme d’alliages de ferromanganèse et de silicomanganèse pour le fer et fabrication d’acier. Les minerais de manganèse contenant des oxydes de fer sont d’abord réduits dans des hauts fourneaux ou des fours électriques au charbon pour donner du ferromanganèse, qui est à son tour utilisé dans la sidérurgie. L’ajout de manganèse, qui a une plus grande affinité pour le soufre que le fer, convertit le sulfure de fer à bas point de fusion dans l’acier en sulfure de manganèse à haut point de fusion. Produit sans manganèse, l’acier se brise lorsqu’il est laminé à chaud ou forgé. Les aciers contiennent généralement moins de 1 % de manganèse. L’acier au manganèse est utilisé pour un service très robuste ; contenant 11 à 14 % de manganèse, il offre une surface dure, résistante à l’usure et auto-renouvelable sur un noyau dur et incassable. 
Tout le manganèse naturel est l’isotope stable manganèse-55. Il existe en quatre modifications allotropiques ; la structure cubique complexe de la phase dite alpha est la forme stable aux températures ordinaires. Le manganèse ressemble quelque peu au fer dans l’activité chimique générale. Le métal s’oxyde superficiellement à l’air et rouille à l’air humide. Il brûle dans l’air ou l’oxygène à des températures élevées, tout comme le fer ; décompose l’eau lentement lorsqu’elle est froide et rapidement lorsqu’elle est chauffée ; et se dissout facilement dans les acides minéraux dilués avec dégagement d’hydrogène et formation des sels correspondants dans le +2 état d’oxydation. 
Composés
Parmi la grande variété de composés formés par le manganèse, les plus stables se produisent aux états d’oxydation +2, +6 et +7. Ceux-ci sont illustrés, respectivement, par les sels manganeux (avec le manganèse comme ion Mn 2+), les manganates (MnO42−) et les permanganates (MnO4 −). Comme dans le cas du titane, du vanadium et du chrome, l’état d’oxydation le plus élevé (+7) du manganèse correspond au nombre total d’électrons 3d et 4s. Cet état n’existe que dans les espèces oxo permanganate (MnO4−), heptoxyde de manganèse (Mn2O7), et le fluorure de trioxyde de manganèse (MnO3F), qui présentent une certaine similitude avec les composés correspondants des halogènes – par exemple, dans l’instabilité de l’oxyde. Le manganèse à l’état d’oxydation +7 est puissamment oxydant, étant généralement réduit en manganèse à l’état +2. Les états d’oxydation intermédiaires sont connus, mais, à l’exception de certains composés aux états +3 et +4, ils ne sont pas particulièrement importants.
Les principaux composés industriels du manganèse comprennent plusieurs oxydes. Oxyde de manganèse(II), ou le monoxyde de manganèse (MnO), est utilisé comme matière première pour la production de sels manganeux, comme additif dans les engrais et comme réactif dans l’impression textile. Il se produit dans la nature sous forme de manganosite minérale verte. Il peut également être préparé commercialement en chauffant du carbonate de manganèse en l’absence d’air ou en faisant passer de l’hydrogène ou du monoxyde de carbone sur dioxyde de manganèse.
Le composé de manganèse le plus important est le dioxyde de manganèse, dans lequel le manganèse est à l’état d’oxydation +4, et la pyrolusite minérale noire est la principale source de manganèse et de tous ses composés. Il est également largement utilisé comme oxydant chimique dans la synthèse organique. Le dioxyde de manganèse est utilisé comme matériau de cathode dans les piles sèches. Il est produit directement à partir du minerai, bien que des quantités substantielles soient également préparées synthétiquement. L’oxyde synthétique est préparé par décomposition de nitrate manganeux ; par réaction de sulfate manganeux, d’oxygène et d’hydroxyde de sodium ; ou par électrolyse d’une solution aqueuse de sulfate de manganèse.
Divers sels de manganèse ont également une importance commerciale. Le sulfate de manganèse (MnSO4) est ajouté aux sols pour favoriser la croissance des plantes, en particulier des cultures d’agrumes. De plus, c’est un bon agent réducteur, particulièrement utile dans la fabrication de siccatifs pour peintures et vernis. Le composé violet foncé le permanganate de potassium (KMnO4) a de nombreuses utilisations, notamment comme désinfectant, purificateur d’eau et antiseptique.
Johan Gottlieb Gahn, chimiste suédois
Johan Gottlieb Gahn (19 août 1745 – 8 décembre 1818) était un chimiste et métallurgiste suédois qui découvrit le manganèse en 1774. Gahn a étudié à Uppsala de 1762 à 1770 et a fait la connaissance des chimistes Torbern Bergman et Carl Wilhelm Scheele. En 1770, il s’installe à Falun, où il introduit des améliorations dans la fusion du cuivre et participe à la construction de plusieurs usines, dont celles de vitriol, de soufre et de peinture rouge. Il était le chimiste du Conseil suédois des mines Bergskollegium de 1773 à 1817. Gahn était cependant très réticent à publier lui-même ses découvertes scientifiques, mais les communiqua librement à Bergman et Scheele. L’une des découvertes de Gahn était que le dioxyde de manganèse pouvait être réduit en manganèse métallique à l’aide de carbone, devenant ainsi le premier à isoler cet élément sous sa forme métallique. En 1784, Gahn est élu membre de l’Académie royale des sciences de Suède. Il a également fait une carrière de manager dans l’industrie minière suédoise.
Johan Gottlieb Gahn (1745-1818)
Minéralogiste et cristallographe suédois né dans une ville sidérurgique et ayant suivi une carrière dans l’exploitation minière. À la mine de cuivre de Falun, il a amélioré les méthodes de fusion et l’utilisation des sous-produits. Il découvre le manganèse (1774), mais aussi le sélénium. Gahn a aidé son ami Carl Wilhelm Scheele (découvreur du chlore) à trouver de l’acide phosphorique dans les os. Son travail publié limité comprenait des essais sur l’équilibre et l’utilisation de la sarbacane comme outil analytique pratique. Pendant la guerre d’indépendance des États-Unis, l’une de ses sociétés a fourni du cuivre pour le revêtement des navires. La gahnite, un minéral vert foncé à brun ou noir (ZnAl2O4), également appelé spinelle de zinc, porte le nom de Gahn.
https://www.britannica.com/biography/Johan-Gottlieb-Gahn
https://peoplepill.com/people/johan-gottlieb-gahn