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25Mn 망가니즈 / 망간 Manganese |
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| 분류 | 전이 원소 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 54.938044 | 밀도 | 7.21 g/cm3 |
| 녹는점 | 1246 °C | 끓는점 | 2061 °C |
| 용융열 | 12.91 kJ/mol | 증발열 | 221 kJ/mol |
| 원자가 | 2 | 이온화에너지 | 717.3, 1509.0, 3248 kJ/mol |
| 전기음성도 | 1.55 | 전자친화도 | 0 kJ/mol |
| 발견 | T. O. Bergman (1770) | ||
| CAS 등록번호 | 7439-96-5 | ||
| 이전 원소 | 크로뮴(Cr) | 다음 원소 | 철(Fe) |
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1. 개요
망가니즈는 회백색의 무른 금속원료로, 지각에 약 0.01% 존재한다.2. 어형
1774년, 스웨덴의 과학자 셸레는 연망간광에 미지의 금속이 들어 있을 거라고 시사했다. 그리고 같은 해, 셸레의 친구 간(Gahn)이 순수한 신원소(망가니즈)의 분리에 성공해, 여기에 '망가네시움'(manganesium)이라는 이름을 붙였다. 그런데 얼마 지나지 않아 마그네슘이 발견되자 두 원소의 이름이 헷갈리게 되기 때문에 '망가니즈'로 개명되었다.한국에서는 오랫동안 '망간'으로 불러왔으나 대한화학회의 1998년 화학용어 개정안에 따라 지금은 망가니즈로 부른다. 교과서가 이를 따른 것은 2007년이다. 단, 국립국어원에서 정한 표준어는 여전히 망간이다. '망간'은 어감 때문에 한자어로 착각하기 쉬우나 전혀 아니다.[1]
3. 쓰임
연망간광이라 불리는 망가니즈 광물은 고대 로마에서 유리 탈색에 이용되었고, 중세의 연금술사들은 산화제로도 사용했다.생물체 내에서 2가 양이온으로 존재하고, 생물의 물질대사에 반드시 필요한 무기염류이다. 대표적으로는 프로리데이즈(Prolidase 혹은 Xaa-Pro dipeptidase)라는 콜라겐 대사 및 재활용을 담당하는 단백질(효소)의 조효소로 기능한다. 이게 부족하면 체내에 콜라겐이 필요한 수많은 조직의 수복에 문제가 생기고, 눈 밑이 바르르 떨리는 등의 현상을 겪게 된다. 마그네슘 때문이라는 의견도 있고, 둘 다 무관하다는 의견도 있다.
광합성을 하는 생물은 광계Ⅱ에서 물을 산화하는 데에 망가니즈를 사용한다. 망가니즈는 여러 산화수(+2~+7)에서 이온으로 존재할 수 있고, 산소와의 결합을 잘 하여 강력한 산화제 역할을 할 수 있어서 유리하다. 그래서 진화 과정에서 선택되었다고 추정된다.
망가니즈 자체는 아주 무르지만 철의 합금원소로 자주 이용된다. 철 내부에서 내식성과 강도를 해치는 원소인 황과 결합하여 MnS를 만들므로 황의 해로운 성질을 경감한다. 또한 녹은 강철을 주조하기 전에 산소를 제거하는 용도로 Si 등과 함께 첨가된다. 망가니즈를 1% 포함한 강철은 강도가 늘어나고, 가공성이나 내식성도 향상된다. 그래서 철도의 레일이나 토목기계, 도검용 강재, 교도소의 철창 등에 폭넓게 이용된다. 망가니즈 합금으로 만들어진 소재는 매우 단단하여 대부분 금속 가공용 부품으로 제조된다.
공업에서 이용되는 망가니즈 화합물로는 이산화망가니즈이나 황산망가니즈가 있다. 이산화망가니즈는 건전지 제조에 이용되며, 황산망가니즈는 금속망가니즈의 제조 등에 쓰인다. 알칼라인 전지에는 망가니즈를 사용하며, 그 외 다른 화합물에서 차이가 난다. 기본적으로 충전이 불가능한 AA/AAA사이즈의 1.5v 전지에는 이산화망가니즈가 들어간다.
4. 매장량
태평양 뿐만이 아니라 호수 등 전세계 거의 모든 심 해저에는 망가니즈 및 다른 여러 광물이 뭉쳐진 망가니즈 단괴(망간 단괴)라 불리는 광물이 많이 가라앉아 있다. 물 속의 미네랄이 저절로 달라붙어 뭉치면서 성장한 것으로, 작게는 현미경 크기부터 20cm 가까이 자란 단괴도 있다. 전세계의 심해에서 공통되는 현상이므로 지질학적 변화가 심한 곳에서는 상대적으로 적지만 전세계적으로 5,000억 톤이 존재할 것으로 추산되고 있다. 다만 성장 속도가 100만년 간 2~10mm 정도로 가장 느린 자연 현상이란 별칭이 붙어있을 정도이므로 한 번 캐간 망가니즈 단괴는 다시 생성되려면 수백 수천만년이 필요하다. 장래에는 금속자원 부족이 확실하므로 옛날부터 주목받고 있는 미래의 자원. 지금도 여러 회사가 채산성을 타진하기 위해 탐사중이지만 아직은 심해 채굴기술과 경제성의 부족으로 본격적으로 개발되지는 못하고 있다.최근 연구 결과에 따르면 망가니즈 단괴가 심해의 용존산소량 유지에 핵심적인 역할을 한다고 한다. 과학자들의 계산 결과 심해에선 용존산소량이 극히 떨어져서 생물이 살지 못할 것으로 여겼는데, 실제로는 산소가 충분하여 수많은 심해어가 살고 있는 걸 보고 단서를 찾다가 망가니즈 단괴의 다공성 표면에서 산소를 생성하는 것이 관찰된 것.
2016년 1월 로봇을 이용한 채굴 기술이 국내 기술로 실험 성공했다고 한다. jtbc 뉴스 영상. 2020년 상용화를 목표로 기술개발 중이며 국제해저기구(ISA)가 채굴규정 등을 만들면 2030년대부터는 본격적인 상업생산이 이뤄질 것으로 예상되고 있다.
한편 본 문서 상단에 서술된 명칭 관련 이유 때문에, 중·장년, 노년층 및 2007년 이전 졸업자들은 '망가니즈 단괴'라고 하면 대부분 못 알아듣고, 과거 명칭인 '망간 단괴'라고 해야 알아듣는다. 표준어가 망간이기 때문에 언론에서도 계속 망간 단괴라고 부르는 탓도 있다. 특히 1990년대부터 꾸준히 언론을 통해 독도 분쟁의 한 이유로 동해 바다의 자원이 언급되기 때문에 언론 노출도 자체가 망간 단괴 쪽이 훨씬 높다.
5. 기타
한국무역협회에 의하면 한국에서 쓰이는 망가니즈의 99%는 중국에서 수입한 것이라고 한다.
[1]
망간을 뜻하는 한자 錳(맹)이 존재하지만, 이는 20세기 이후에 새로 의미를 부여한 것이다.