【元素図鑑】マンガン Mn【電池で大活躍】

マンガンに関する情報をまとめました。

元素図鑑

マンガンの基本情報

和名	マンガン
英名	Manganese
語源	鉱石マンガナス  (Manganase)
元素記号	Mn
原子番号	25
原子量	54.94
常温（25℃）での状態	固体（金属）
色	銀白色
臭い	ー
密度	7.440 g/cm3（20℃）
融点	1246℃
沸点	2062℃
発見者	ガーン（スウェーデン）[1774年]
含有鉱物	軟マンガン鉱

マンガンの主な特徴

• 遷移金属元素で、周期表第7族に属す
• 硬くもろい銀灰色の金属で、単体は空気中で酸化されやすく安定ではない
• +2 から +7 までの広い酸化状態をとり、それぞれ異なる色や反応性を示す
• 化学的多様性に加え、合金・乾電池・触媒・生体内酵素の成分としても広く利用されている

リチウムの歴史

発見

マンガンの酸化物は古代から顔料（褐色石など）として用いられていました。

金属としては、1774年にスウェーデンの化学者ヨハン・ゴットリーブ・ガーンが酸化マンガンを炭で還元することにより単離しました。

名前の由来

「マンガン（Manganese）」という名前は、マグネタイトと混同されていた鉱石「マグネシア（Magnesia）」に由来し、

ラテン語の “manganēsia” から派生しました。

マンガンの主な用途

マンガンは多くの産業分野で不可欠な金属です：

• 製鋼・合金： 鉄の脱酸・脱硫に使用され、耐摩耗性の高いマンガン鋼も製造
• 乾電池： 二酸化マンガン（MnO₂）はアルカリ電池やマンガン電池の正極材料
• 顔料： 紫、茶、黒色系の陶磁器・ガラス着色剤として利用
• 化学触媒： 酸化還元反応や水分解反応における電子供与体
• 生体内酵素： スーパーオキシドジスムターゼ（Mn-SOD）など、抗酸化作用に寄与

 マンガンの生成方法

マンガンは主に鉱石パイロルス石（MnO₂）から以下の方法で精製されます：

• 炭素還元法： 高温で酸化マンガンをコークスとともに加熱し金属Mnを得る
• 電解法： 高純度の電解マンガン金属（EMM）を得る方法。主に中国で生産
• 化学精製： 各種マンガン塩として工業原料に加工

マンガンを含む化合物

マンガンは多様な酸化数と色彩を持つ化合物を形成します：

• MnO₂（二酸化マンガン）： 黒色固体。電池や酸化剤に使用
• KMnO₄（過マンガン酸カリウム）： 赤紫色の強力な酸化剤。殺菌・分析に使用
• Mn²⁺： 淡いピンク色のイオン。生体内酵素で重要
• MnO₄⁻： 酸化数+7。強力な酸化剤として知られる
• MnCl₂・MnSO₄： 工業用触媒・栄養補助材料などに応用

マンガンに関わる研究事例

マンガンは無機化学・生物無機化学・エネルギー材料の分野で多くの研究対象となっています：

• マンガン酸化物の触媒研究： 燃料電池、水分解（OER）触媒としての応用
• マンガン錯体による酸素発生模倣： 光合成系IIのMn₄CaO₅クラスターの人工模倣
• マンガンレドックス反応の機構解明： 電池反応や酸化還元触媒に関与
• 生体内での役割研究： 酵素活性、神経機能への影響、必須微量元素としての栄養学研究
• 過マンガン酸の環境応用： 汚染水処理や土壌中の有機物分解

参考図書