MANGANÈSE
Le manganèse (symbole Mn, no atomique 25) est un métal gris clair, brillant comme l'acier, avec des reflets rougeâtres. Il se situe en tête de la colonne VII A de la classification périodique et au centre de la série des éléments dits de transition de la quatrième période, entre le chrome et le fer. Il possède des analogies aussi bien avec les éléments de transition qu'avec ceux de sa propre colonne : technétium et rhénium. En revanche, les analogies avec les éléments du groupe VII B (halogènes) ne sont marquées qu'au degré d'oxydation le plus élevé : ainsi KClO4 et KMnO4 sont isomorphes avec des solubilités assez voisines.
La configuration électronique externe de l'atome comprend sept électrons : cinq au niveau 3d et deux au niveau 4s. Les degrés d'oxydation de zéro à + VII existent, mais, en raison de la configuration externe particulièrement stable (3d5) de l'ion Mn2+, la plus grande partie des complexes du manganèse présentent cet état de valence.
Le manganèse naturel, de masse atomique 54,938, ne comporte qu'un seul isotope, stable, de masse 55. On connaît vingt-cinq isotopes artificiels radioactifs, de masses allant de 44 à 54, et de 56 à 69.
Le manganèse a longtemps joué un rôle essentiel de désoxydant des aciers, en complément avec le silicium. Ce rôle est actuellement réduit (il concerne environ 30 p. 100 des ajouts de manganèse) au bénéfice de celui d'élément d'alliage. Toutefois, la consommation de minerai de manganèse suit d'assez près la production d'acier dans le monde.
Élément nécessaire à la vie, le manganèse est un facteur de croissance efficace qui intervient dans la constitution des molécules d'oxydases cellulaires. Aussi entre-t-il dans la composition de divers reconstituants pharmaceutiques et doit-il être présent dans les engrais.
Métallurgie
La « magnésie noire » (pyrolusite) était connue des Anciens : Pline signale son emploi dans la fabrication du verre. Ce n'est qu'en 1774 que la nature de ce corps noir fut fixée par C. W. Scheele qui identifiait un oxyde d'un métal inconnu, différent du fer, dont l'oxyde Fe3O4 avait été confondu jusque-là avec la pyrolusite. La même année, T. O. Bergman, sans doute en même temps que J. G. Gahn, collaborateur de C. W. Scheele, préparait pour la première fois, en réduisant la « magnésie noire » par l'huile, quelques régules impurs d'un métal auquel il attribua le nom de magnésium. Ce n'est que plus tard (1785) que L. Guyton de Morveau proposa le nom de manganèse pour éviter toute confusion.
Minerais et géochimie
Le manganèse est relativement abondant. Sa teneur moyenne dans la croûte terrestre est estimée à près de 0,1 p. 100, ce qui le classe au douzième rang des éléments chimiques. Trop électropositif, il ne se rencontre jamais à l'état métallique dans la nature.
Dans les roches magmatiques, c'est un élément dispersé qui s'exprime rarement sous une forme minéralogique définie. Toujours divalent, il remplace partiellement les ions de même charge et de rayon ionique voisin dans le réseau cristallin des minéraux de ces roches (amphiboles, pyroxènes, péridots) ; il se concentre de préférence dans les silicates de fin de cristallisation du magma (pegmatites), contrairement aux autres éléments de transition. Ces derniers sont en effet stabilisés dans les sites octaédriques de la phase solide en raison de l'effet de champ cristallin, alors que Mn2+, ne subissant pas cet effet (structure 3d5), s'enrichit, au contraire, dans la phase liquide et ne peut être, en conséquence, entraîné dans le solide que dans la dernière phase de la cristallisation magmatique.
Dans les roches sédimentaires, le manganèse est souvent présent sous forme de minéraux exprimés. Ses principaux minerais sont d'origine sédimentaire ou volcano-sédimentaire.[...]
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Écrit par
- Bernard DUBOIS : professeur à l'École nationale supérieure de chimie de Paris et à l'université de Paris-VI
- Jacques FAUCHERRE : ancien directeur du laboratoire de chimie minérale de l'université de Paris-VII, professeur honoraire de chimie
- Gil MICHARD : docteur ès sciences, professeur à l'université de Paris-VII
- Clotilde POLICAR : professeur agrégée de sciences physiques, maître de conférences à l'université de Paris-XI
- Jean-Louis VIGNES : professeur d'université à l'I.U.F.M. de Créteil, chercheur au Centre d'études de chimie métallurgique (C.N.R.S.)
Classification
Médias
Cycle géochimique en milieu marin
Encyclopædia Universalis France
Constantes physiques
Encyclopædia Universalis France
Réactions du manganèse
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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ACIER - Technologie
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