망간(2+) (16397-91-4) 물리적 및 화학적 특성
망간(2+)
이가 망간 이온(Mn2+)은 제형, 촉매, 재료 합성 및 분석 표준 물질로 사용하기 위해 염 또는 용액 형태로 제공됩니다.
| CAS 번호 | 16397-91-4 |
| 분류군 | 전이 금속 양이온 |
| 일반 형태 | 염(고체) 또는 수용액 |
| 일반 등급 | EP |
망간(2+)는 전이 금속 망간의 이가 양이온으로, 단원자 무기 양이온 범주에 속합니다. 구조적으로는 공식 표기법에 따라 금속 중추(Mn2+)로 존재하며, 응축상 화학에서는 주로 내구형 헥사아쿠아 착물 [Mn(H2O)6]2+ 또는 산소 및 질소 배위자와 결합한 착물 형태로 관찰됩니다. 전자 배치 및 배위장 이론에 의하면 Mn2+는 고스핀 d5 구성(반가득 d-오비탈)으로 분류되며, 이는 비교적 낮은 배위장 안정화 에너지를 부여합니다. 이로 인해 Mn2+는 주로 수용액에서 정팔면체 배위를 가지며, 반응 속도가 빠르고 가역적인 착물을 형성합니다.
화학적으로 Mn2+는 강한 경질 루이스 산으로서 산소 및 질소 배위자를 우선적으로 결합하며, 공유 결합성은 제한적입니다. 수용액 상태에서는 약간의 가수분해가 일어나며, 고농도에서는 약산성 특성을 나타냅니다. 알칼리성 조건 하에서는 Mn2+가 쉽게 불용성 수산화물 침전물로 전환됩니다. 산화환원 반응은 망간의 화학종 변환에 중심 역할을 하며, Mn2+는 환원 조건에서 비교적 안정적이나 산화제나 산화효소 존재 시 Mn3+ 또는 Mn4+ 등 고가 산화 상태로 산화될 수 있습니다. 생물학적 시스템에서는 세룰로플라스민과 같은 단백질에 의해 Mn2+ → Mn3+ 전환이 촉진됩니다.
망간 이온은 산업 및 생물학적으로 매우 중요합니다. Mn2+는 필수 미량 영양소이며, 다수의 효소(예: 망간 초과산화물 불균등효소, 아르기나제, 피루브산 카복실라아제)의 촉매 보조 인자로 작용합니다. 임상적으로는 총비경구영양(TPN) 제형에서 미량 원소로 투여됩니다. 산업적으로는 금속공업, 합금 생산, 배터리 제조 및 화학 공정의 촉매나 첨가제로 광범위하게 활용됩니다. 이 물질에 대해 보고된 일반 상업용 등급에는 EP가 포함됩니다.
기본 물리적 성질
밀도
현재 데이터 기준으로 이 성질에 대한 실험적 확립 값은 제공되지 않습니다.
융점 또는 분해점
보고된 융점 값은 1246 및 1244 °C입니다. 이는 보고된 값 그대로 제시된 것으로, 추가적인 실험 세부 사항을 포함한 단일 표준화된 융점 값은 제공되지 않습니다.
수용성
현재 데이터 기준으로 이 성질에 대한 실험적 확립 값은 제공되지 않습니다.
용액 pH (정성적 거동)
수화된 이가 전이금속 양이온으로서, 수용액 내에서 주로 헥사아쿠아 착물 형태로 존재하며 제한적인 가수분해를 겪습니다. Mn2+ 수용액은 고농도 시에 배위된 물 리간드로부터 프로톤이 방출되어 약산성 특성을 나타냅니다. pH 상승은 단계적 탈프로톤화 및 최종적으로 망간 수산화물(예: Mn(OH)2)의 침전을 촉진합니다. 또한 Mn2+는 EDTA, 폴리카복실레이트와 같은 킬레이트 리간드와 안정한 용해성 착물을 형성하여 화학종과 용액의 산도에 영향을 미칩니다.
화학적 특성
산-염기 거동
Mn2+는 산소 및 질소 배위자를 선호하는 강한 경질 루이스 산입니다. 수화시 헥사아쿠아 이온이 형성되며, 착수 물 분자로부터 단계적 가수분해 평형에서 프로톤을 방출할 수 있지만, 본 데이터에서는 구체적인 가수분해 pKa 값은 제공되지 않습니다. 다중 결합성을 가진 리간드와의 착물 형성은 이가 상태를 안정화하고 가수분해 및 침전을 억제합니다.
반응성 및 안정성
Mn2+는 다수의 전이 금속 착물에 비해 반응 속도가 빠른 운동학적 특성을 가지며 리간드 교환이 용이합니다. 산화 조건에서는 Mn3+ 또는 Mn4+ 종으로 변환될 수 있으며, 생물학적으로는 세룰로플라스민에 의해 Mn2+가 Mn3+로 산화되는 것이 문서화되어 있습니다. 알칼리성 수용액에서는 불용성 수산화물 또는 산화물의 침전을 형성하는 경향이 있으나, 환원성 및 착화 조건에서는 용해 상태를 유지합니다. Mn2+는 생체 분자 운반체(트랜스페린, 알부민 소량)에 결합하여 분포 및 생체 이용률에 영향을 미칩니다.
분자 및 이온 파라미터
분자식 및 분자량
- 분자식: Mn+2
- 분자량: 54.93804 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- 정확 질량: 54.938043
- 단일 동위원소 질량: 54.938043
추가로 계산된 서술자: 위상 극성 표면적(TPSA) 0; 복잡도 0.
구성 이온
- 구성 이온: Mn2+ (형식상 단원자 이가양이온; 공식 전하 2)
- 원소: 망간 (기호 Mn, 원자 번호 25)
분자 데이터로부터 계산된 카운트 및 공식 서술자는 다음과 같습니다: 중원자 수 1; 공식 전하 2; 수소 결합 공여자 수 0; 수소 결합 수용자 수 0; 회전 결합 수 0; 공유 결합 단위 수 1.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS: 16397-91-4
- 출처 주석에 나타난 추가 CAS 및 등록 문자열: 7439-96-5; 15365-82-9
- UNII: H6EP7W5457
- InChI: InChI=1S/Mn/q+2
- InChIKey: WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: [Mn+2]
- ChEBI: CHEBI:29035
- DrugBank: DB06757
- DSSTox 물질 ID: DTXSID00167687
- HMDB: HMDB0001333
- KEGG: C19610
- NCI Thesaurus 코드: C68267
- Wikidata: Q27095727
동의어 및 일반 명칭
보고된 동의어 및 일반 명칭 (등록자가 제공한 동의어 중 일부): 망간(2+), 망간(II), 망가누스 이온, 망간 (Mn2+), 망간 이온(2+), Mn2+, MANGANESE(II) ION, 망간 양이온(2+), 망가누스 양이온, 망간 이중 양이온, Mn(II), Mn++, Mn(2+), 망간 양이온 (Mn2+), 망가누스 이중 양이온, 헥사아쿠아망간(2+) 이온, 망간(2+), 헥사아쿠아-, 이온.
산업 및 상업적 적용
기능적 역할 및 사용 분야
Mn2+는 다양한 기능적 역할을 수행합니다. 생의학적으로는 영양 보충제 내 필수 미량 원소로 사용되며, 총비경구영양에 결핍 예방을 위한 미량 원소 투여 성분으로 포함됩니다. 생화학 및 제약 분야에서는 효소 활성 측정 및 기작 연구 시 보조 인자 또는 시약으로 활용됩니다. 산업 분야에서는 금속공업 및 합금 생산(경도와 내구성 향상), 배터리 제조(첨가제 및 전극 재료), 용접 및 제련 작업, 화학 합성 및 공정의 촉매 또는 증진제 역할에 쓰입니다.
일반적 적용 예
- 생리적 망간 수치 유지를 위한 비경구영양 제형 내 미량 원소 보충제
- 효소학 및 산화 환원 연구를 위한 실험실 시약 및 생화학 보조 인자
- 망간 화합물이 원하는 기계적 또는 전기화학적 특성을 부여하는 제련 공정 및 배터리 재료의 구성 요소 또는 첨가제.
- 망간 산화환원 순환이 기능적으로 활용되는 산화 및 중합 반응에서 산업용 촉매 및 승진제로 사용.
안전 및 취급 개요
건강 및 환경 위험
망간은 필수 미량 영양소이지만 높은 노출 시 독성을 나타내며, 만성 과다 노출은 기저핵과 같은 뇌 영역에 축적되어 신경학적 영향을 유발한다. Mn2+는 생체막과 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있으며, 체계적 또는 작업장 내 노출의 조절 실패는 고망간혈증과 관련된 운동 및 신경행동 장애를 초래할 수 있다. 미세 입자 또는 망간 화합물 에어로졸의 흡입 노출은 주요 작업장 위험 요인이다. Mn2+는 생체 내 운반 단백질(트랜스페린, 혈청 운반체)과 상호작용하여 분포 및 제거에 영향을 미치며, 주로 담즙 배설을 통해 제거된다.
저장 및 취급 시 주의사항
망간(II) 화합물은 표준 산업 위생 관리 하에 취급해야 하며, 분진 또는 에어로졸의 흡입을 피하고 피부 및 눈 접촉을 최소화하며, 적절한 개인 보호구(장갑, 안구 보호구)와 공기 중 입자 발생 작업 시 국소 배기 환기를 사용해야 한다. 강한 산화제 및 부적합 시약으로부터 멀리 떨어진 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 곳에 보관하고, 오염 및 습기 흡수를 방지하기 위해 용기를 밀폐하여 유지한다. 상세한 위험, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 지역 법규를 참조해야 한다.
