Mangan

Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki symbol Mn (Mn⁴⁺). Mangan ditemukan oleh Johann Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Logam mangan berwarna putih keabu-abuan. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Logam dan ion mangan bersifat paramagnetik. Hal ini dapat dilihat dari obital d yang terisi penuh pada konfigurasi electron. Mangan mempunyai isotop stabil yaitu 55Mn.

Mangan termasuk golongan transisi dan memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 1.250 °C. Mangan bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen. Mangan cukup elektropositif dan mudah melarut dalam asam bukan pengoksidasi. Selain titik cairnya yang tinggi, daya hantar listrik merupakan sifat-sifat mangan yang lainnya. Selain itu, mangan memiliki kekerasan yang sedang akibat dari cepat tersedianya elektron dan orbital untuk membentuk ikatan logam.

Mangan di Indonesia ditemukan pertama kali pada tahun 1854 di daerah Karangnunggal, Tasikmalaya, Jawa barat, tetapi pengusahaannya baru dimulai menjelang akhir abad yang lalu. Meskipun tempat penemuan pertama di Karangnunggal tetapi endapan yang diu sahakan terlebih dahulu adalah yang terdapat Kliripan, Kulon Progo, Yogyakarta.

Endapan bijih mangan dapat terbentuk dengan berbagai cara yaitu karena proses hidrothermal yang dijumpai dalam bentuk vein, metamorfik, sedimenter ataupun residu. Endapan mangan sedimenter merupakan endapan bijih Mn yang banyak dijumpai dan mempunyai nilai ekonomis. “Manganese Oolites” dan “Manganese Shales” terbentuk dilingkungan laut. Pirolusit yang merupakan salah satu anggota kelompok senyawa Mn, dapat pula terbentuk karena proses pelapukan bijih sejenis yang kemudian membentuk endapan residu. Dikenal 4 jenis mineral bijih yang mengandung Mn yaitu:

Pirolusit

βMnO₂, massa kristalin kompak, keras (nilai kekerasan 5 - 6), berwarna abu-abu kehitaman.Dibawah mikroskop bijih pirolusit mudah dibedakan dengan mineral mangan lainnya, dan warnanya yang putih kekuningan, cemerlang, pemadaman lurus, belahan sejajar dengan bidang kristal dan anisotropi yang kuat. Selain sebagai kumpulan kristal yang relatif kasar, pirolusit juga terdapat sebagai kristal berbentuk jarum yang halus.

Hollandite (Ramsdellit)

Rumus kimianya Ba₂ (MnO₂)₈ = Ba₂Mn₈O₁₆ berkilap logam (brilliant mettalic), terdapat bersama-sama dengan pirolusit dalam massa kristalin berbutir kasar. Di bawah mikroskop bijih kedua jenis logam tersebut menunjukan warna yang sama yaitu putih kekuningan, perbedaannya pirolusit lebih cemerlang dibanding hollandite. Disamping itu hollandite relatif lebih lunak dibanding pirolusit.

Kriptomelan

Rumus kimia K₂Mn₈O₁₆ = K₂(MnO₂)₈. Dibawah mikroskop bijih mineral ini terdapat dalam bermacam-macam bentuk antara lain sebagai urat-urat kecil atau massa berserabut, kristal seperti jarum berwarna abu-abu kebiruan atau lapisan koloidal konsetris berselang seling dengan lapisan yang berbeda warna, struktur bunga es dan massa berbentuk.

Psilomelan

Rumus kimia (BaH₂O)₂.Mn₅O₁₀. Merupakan massa masif keras berwarna hitam. Dibawah mikroskop bijih psilomelan sulit dibedakan dari kriptomelan. Baik bentuk maupun warnanya hampir sama. Sedikit perbedaan ialah sifat anisotropi dimana psilomelan lebih lemah dibanding kriptomelan.

Mangan di Jawa umumnya terdapat sebagai kantong dan lensa dalam batu gamping yang terletak didalam atau diatas batuan volkanik seperti tufa, breksi. Bijih mangan didapatkan sebagai pirolusit, psilomelan, dan wad (massa seperti tanah). Karena kenampakan atau bentuknya didaerah penambangan Mn di kliripan orang mempunyai istilah setempat yaitu “meling” untuk pirolusit yang tercampur kalsit menunjukan permukaan yang mengkilat dan “paku” yang menunjukan seperti serat, secara mineralogi umumnya pirolusit tetapi dapat pula psilomelan. Mangan yang ditambang terbatas pada bijih berkadar MnO₂ diatas 75%. Asosiasi pirolusit adalah psilomelan, kadang-kadang rhodonit dan rodhokrosit.

Mangan membuat sampai sekitar 1000 ppm (0,1%) dari kerak bumi, sehingga ke-12 unsur paling berlimpah di sana. Tanah mengandung mangan 7-9.000 ppm dengan rata-rata 440 ppm. air laut yang hanya 10 ppm mangan dan suasana mengandung 0,01 μg/m³. Mangan terjadi terutama sebagai pyrolusite (MnO₂), braunite, (Mn²⁺ Mn³⁺)₆.(SiO₁₂), psilomelane (Ba,H₂O)₂.Mn₅O₁₀ dan ke tingkat yang lebih rendah sebagai rhodochrosite (MnCO₃).

Pyrolusite bijih mangan (MnO₂) merupakan bentuk mangan yang paling penting yang tersedia di alam. Lebih dari 80% dari sumber daya Bijih mangan penting biasanya menunjukkan yang erat kaitannya dengan bijih besi. Tanah yang berbasis mangan dunia dikenal ditemukan di Afrika Selatan dan Ukraina, endapan mangan penting lainnya berada di Australia, India, Cina, Gabon dan Brasil. Pada tahun 1978 diperkirakan 500 miliar ton nodul mangan ada di di dasar laut. Usaha-usaha untuk menemukan metode ekonomis nodul mangan panen ditinggalkan pada 1970-an.

Sifat Mangan

a.      Sifat Fisika

Mangan merupakan unsur yang dalam keadaan normal memiliki bentuk padat. Massa jenis mangan pada suhu kamar yaitu sekitar 7,21 g/cm³, sedangkan massa jenis cair pada titik lebur sekitar 5,95 g/cm³. Titik lebur mangan sekitar 1519^oC, sedangkan titik didih mangan ada pada suhu 2061^oC. Kapasitas kalor pada suhu ruang adalah sekitar 26,32 J/mol.K.

b.      Sifat Kimia

1.      Reaksi dengan air

Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan gas hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi:

Mn(s) + 2H₂O → Mn(OH)₂ +H₂

2.      Reaksi dengan udara
Logam mangan terbakar di udara sesuai dengan reaksi:
3Mn(s) + 2O₂ → Mn₃O₄(s)
3Mn(s) + N₂ → Mn₃N₂(s)

3.      Reaksi dengan halogen

Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan (II) halida, reaksi:
Mn(s) +Cl₂ → MnCl₂
Mn(s) + Br₂ → MnBr₂
Mn(s) + I₂ → MnI₂
Mn(s) + F₂ → MnF₂
Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan (II) flourida, juga menghasilkan mangan (III) flourida sesuai reaksi:
2Mn(s) + 3F₂ → 2MnF₃(s)

4.      Reaksi dengan asam
Logam mangan bereaksi dengan asam-asam encer secara cepat menghasilkan gas hidrogen sesuai reaksi:

Mn(s) + H₂SO₄ → Mn₂+(aq) + SO₄^2-(aq) + H₂(g)

 Manfaat Mangan

Prospek market mangan sangat bergantung pada industri baja dunia. Saat ini 90% produksi mangan masih dikonsumsi industri baja dan untuk keperluan ini biasanya digunakan campuran besi mangan, yaitu feromangan. Feromangan diproduksi dengan mereduksi campuran besi dan oksida mangan dengan karbon. Bijih mangan yang paling utama adalah pirolisit, MnO².

Mangan merupakan salah satu produk pertambangan dengan kegunaan luar biasa. Komoditi yang termasuk dalam kelompok dua belas mineral di kulit bumi menjadi bahan baku yang tidak tergantikan di industri baja dunia. Ferro Mangan dan Silico Mangan merupakan dua bentuk mangan yang banyak digunakan industri baja.
Mangan juga digunakan untuk produksi baterai kering, keramik, gelas dan kimia.

Mangan sangat penting untuk produksi besi dan baja. Mangan adalah komponen kunci dari biaya rendah formulasi baja stainless dan digunakan secara luas tertentu. Mangan digunakan dalam paduan baja untuk meningkatkan karakteristik yang menguntungkan seperti kekuatan, kekerasan dan ketahanan.. Mangan digunakan untuk membuat agar kaca tdk berwarna dan membuat kaca berwarna ungu.

Mangan dioksida juga digunakan sebagai katalis. Selain itu Mangan digunakan dalam industri elektronik, di mana mangan dioksida, baik alam atau sintetis, yang digunakan untuk menghasilkan senyawa mangan yang memiliki tahanan listrik yang tinggi; di antara aplikasi lain, ini digunakan sebagai komponen dalam setiap pesawat televisi.

Mangan merupakan salah satu mineral yang digunakan oleh beberapa orang untuk membantu mencegah keropos tulang dan mengurangi gejala yang mengganggu terkait dengan sindrom pramenstruasi (PMS). Methylcyclopentadienyl mangan tricarbonyl digunakan sebagai aditif dalam bensin bebas timbel bensin untuk meningkatkan oktan dan mengurangi ketukan mesin. The mangan dalam senyawa organologam yang tidak biasa ini adalah dalam bilangan oksidasi 1. 

Mangan (IV) oksida (mangan dioksida, MnO₂) digunakan sebagai reagen dalam kimia organik untuk oksidasi dari benzilik alkohol (yaitu bersebelahan dengan sebuah cincin aromatik). Mangan dioksida telah digunakan sejak jaman dahulu untuk menetralkan oksidatif kehijauan semburat di kaca disebabkan oleh jumlah jejak kontaminasi besi. MnO₂ juga digunakan dalam pembuatan oksigen dan klorin dan dalam pengeringan cat hitam. Dalam beberapa persiapan itu adalah cokelat pigmen yang dapat digunakan untuk membuat cat dan merupakan konstituen alam Umber.

Mangan (IV) oksida digunakan dalam jenis asli sel kering baterai sebagai akseptor elektron dari seng dan merupakan bahan kehitaman yang ditemukan saat membuka seng karbon-jenis sel senter. Mangan dioksida yang direduksi ke mangan oksida-hidroksida MnO (OH) selama pemakaian, mencegah pembentukan hidrogen pada anoda baterai.

Khusus mangan untuk pembuatan baterei kering persyaratan yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut (Industrial Minerals, Juli 1985).

Di Amerika dikenal 3 jenis bijih mangan grade batere yakni : grade A (Militer), grade A (Komersial), dan grade B (Komersial)

-          Grade A untuk militer sekurang kurangnya bijih mengandung kadar oksigen yang setara dengan 85% MnO₂

-          Grade A komersial mengandung sekurang kurangnya 75% MnO₂, timbal maksimum 0.5%, besi maksimum 3.0%, logam berat selain Fe dan Pb total 0.5%, bahan yang tak larut total 10%, Mn total maksimum 48%, PH antara 4 – 7

-          Grade B komersial mengandung kadar oksigen sekurang-kurangnya setara dengan 68% MnO₂

Mangan juga penting dalam fotosintesis oksigen evolusi dalam kloroplas pada tumbuhan. Selain itu, mangan merupakan unsur hara mikro essensial yang digunakan tumbuhan sebagai penyusun ribosom dan juga mengaktifkan polimerase, sintesis protein dan kharbohidrat

Kesehatan, Keamanan dan Keselamatan Mangan

Mangan adalah senyawa yang sangat umum yang dapat ditemukan di mana-mana di bumi. Mangan adalah salah satu dari tiga elemen penting beracun, yang berarti bahwa tidak hanya perlu bagi manusia untuk bertahan hidup, tetapi juga beracun ketika terlalu tinggi konsentrasi hadir dalam tubuh manusia.

Pengambilan mangan oleh manusia terutama terjadi melalui makanan, seperti bayam, teh dan rempah-rempah. Bahan makanan yang mengandung konsentrasi tertinggi adalah biji-bijian dan beras, kacang kedelai, telur, kacang-kacangan, minyak zaitun, kacang hijau dan tiram. Setelah penyerapan dalam tubuh manusia mangan akan diangkut melalui darah ke hati, ginjal, pankreas dan kelenjar endokrin. 

Efek mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di otak. Gejala keracunan mangan adalah halusinasi, pelupa dan kerusakan saraf. Mangan juga dapat menyebabkan Parkinson, emboli paru-paru dan bronkitis. Ketika orang-orang yang terkena mangan untuk jangka waktu lama mereka menjadi impoten.  Suatu sindrom yang disebabkan oleh mangan memiliki gejala seperti skizofrenia, kebodohan, lemah otot, sakit kepala dan insomnia.  Karena Mangan merupakan elemen penting bagi kesehatan manusia kekurangan mangan juga dapat menyebabkan efek kesehatan. Ini adalah efek berikut: 

-          Kegemukan 

-          Glukosa intoleransi 

-          Darah pembekuan 

-          Masalah kulit 

-          Menurunkan kadar kolesterol 

-          ganguan Skeleton 

-          Kelahiran cacat 

-          Perubahan warna rambut 

-          Gejala Neurological

Mangan yang terdapat di alam banyak ditemukan dalam bentuk Mangan dioksida, untuk itu perlu diketahui karakteristik lebih lanjut mengenai sifat dari Mangan dioksida dengan melihat Lembar keselamatan untuk Mangan dioksida.