Centro Universitario de Ciencia Exactas e Ingenierias.

MANGANESO.Generalidades.

Por: Jesús Díaz Ortega.

Laboratorio de Contaminación Ambiental.

Guadalajara / Jalisco a 8 de Diciembre del 2009.

Objetivo:Conocer o aprender acerca de algunas generalidades de este elemento quimico, entre las cuales destacan:

Quimica general.Muestreo, metodos analiticos y especiacion.Rutas de exposicion, dosis y metabolismo.Monitoreo biologico.Mecanismos moleculares de la toxicidad carcinogeneidad .Correlacion dosis-efecto.Inmutoxicologia.Efectos reproductivos y desarrollo.Diagnostico y tratamiento de envenamiento.

CARACTERISTICAS.

El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro..

Sus estados de oxidación más comunes son 2+, 3+, 4+,5+ 6+ y 7+.

Dentro de los sistemas biológicos, el catión Mn2+ compite frecuentemente con el Mg2+. Se emplea sobre todo aleado con hierro en aceros y en otras aleaciones.

Es un metal duro y muy frágil, refractario y fácilmente oxidable.

Quimica general.

Propiedades Nombre Manganeso

Número atómico 25Valencia 2,3,4,6,7

Estado de oxidación +2Electronegatividad 1,5Radio covalente (Å) 1,39

Radio iónico (Å) 0,80Radio atómico (Å) 1,26

Configuración electrónica [Ar]3d54s2

Potencial primero de ionización (eV)

7,46

Masa atómica (g/mol) 54,938Densidad (g/ml) 7,43

Punto de ebullición (ºC) 2150Punto de fusión (ºC) 1245

DescubridorJohann Gahn

en 1774

Química general.• Se oxida con facilidad en el aire para formar una capa castaña de óxido.• Es un metal bastante reactivo. El metal sólido reacciona lentamente, el

polvo metálico reacciona con facilidad y en algunos casos, muy vigorosamente.

• Cuando se calienta en presencia de aire u oxígeno, el manganeso en polvo forma un óxido rojo, Mn3O4.

• Con agua a temperatura ambiente se forman hidrógeno e hidróxido de manganeso(II), Mn(OH)2. En el caso de ácidos, se libera hidrógeno y se forma una sal de manganeso(II).

• El manganeso reacciona a temperaturas elevadas con los halógenos, azufre, nitrógeno, carbono, silicio, fósforo y boro.

Mn (VII) -------------- Mn03F , MnO3Cl. Mn (VI) ---------------- MnO2Cl2. Mn (V) ----------------- MnOCl3. Mn (IV) ---------------- MnF4. Mn (III) ---------------- MnF3. Mn (II) ------------------ MnCl2, MnSO4.

Área Ambiental y Salud.

Manganeso.

Los compuestos de manganeso existen de forma natural en el ambiente como:

Sólidos en suelos. Pequeñas partículas en el agua. El aire, están presentes en las partículas de polvo (depositan

en la tierra).

La aplicación de fertilizantes aumenta la cantidad contenida en

los suelos.

Muestreo.Adquirir información que ayude en la identificación de los contaminantes y el grado en el que podrían entrar en el medio circundante.

oDeterminar el riesgo a la salud y/o al ambiente.oDeterminar su concentración.oDeterminar su distribución espacial y temporal.oMedir la eficiencia de las acciones de control.oEl riesgo potencial a la flora y fauna.oIdentificar fuentes de contaminación, mecanismos o rutas de transporte y receptores potenciales.

Suelos.Tipos de muestreo: a) aleatorio simple; b) aleatorio estratificado; c)

sistemático rejilla rectangular; d) sistemático rejilla polar.

Cantidad de muestra requerida en función del análisis a realizar.

• Instrumentos comúnmente usados para el muestreo de suelos:a) nucleadores; b) palanca “T”; c) espátulas; d) palas.

Profundidad recomendada para la toma de muestras en función del objetivo del muestreo.

Agua.Causa manchas cafes-negras en los materiales con los cuales hace contacto.

Forma una baba café-negra en los taques de los inodoros.

• Muestreo simple.

• Muestreo compuesto.

Métodos analíticos.

• Espectrometría de absorción atómica.• Cromatografía de gases.• Espectrometría de absorción atómica/ horno de grafito.• Colorimetría.• Electrodo de ion selectivo.

• espectrofotometría. Entre otros….

Especiación.• El control analitico de la contaminacion por metales es

necesarion por su efecto nocivo e impacto sobre los sistemas biologicos y medio ambiente.

• El control analitico se realiza mediante tecnicas que generalmente conducen a la determinacion de su concentracion total.

• Por lo que es importante llevar a cabo una especiación, la cual se basicamente se establece como la determinacion de especies en lugar de elementos.

Se ha comprobado que la actividad biologica, biodisponibilidad, solubilidad, ciclos y transportes geoquimicos dependen de la especiacion fisico-quimica del metal.

La especiacion es parecida a la del niquel y aun mas a la del cadmio. Los metales son solubles (25-40%) y tambien existen como oxidos/carbonatos (20-25%).

Los metales estan unidos a materia organica fundamentalmente (25-35%). La fraccion residual es la menor (10 -20%).

BIOMONITOREO

Empleo de organismos para detectar áreas de riesgo o evaluar el efecto provocado por

contaminantes sobre un ecosistema.

Ventajas•Muy bajo costo•Fácil mantenimiento•Permite el monitoreo simultáneo de grandes áreas•Representan el impacto de contaminantes sobre un

ser vivo

BIOMONITOREO

Pasivo Activo

Las muestras son colectadas in situ del

área de muestreo

Las muestras son transplantadas al área de

estudio

Se aplica a estudios de zonas

contaminadas

Se aplica a estudios de seguimiento

Salud.Se absorbe principalmente por la via respiratoria y pasa

a la sangre, en la que la permanece muy poco tiempo, y luego a los tejidos por un mecanismo de difusion pasiva a traves de la membrana capilar.

Metabolismo.Tiene una gran actividad bioquimica como

oligoelemento en el metabolismo de glusidos, acidos grasos y sintesis de la arginasa y coenzima A.

Es captado por el higado por el higado, donde se acumula en la mitocondrias celulares y otros organos; cerebro,cortical renal, pulmon, testiculos e intestino.

Excreccion:• A traves de la heces.• Por el sudor.• En menor proporcion por la orina.

La eliminacion es muy lenta y se prolonga durante años.

Toxicidad.La accion toxica se ejerce sobre el epitelio pulmonar, corteza cerebral, dando lugar a lesiones de tipo degenerativo.

Existen dos tipos de intoxicaciones en funcion del tiempo.a)Intoxicacion aguda: Exposicion aguda a los vapores o humos manganosos se produce un sindrome febril. En otros casos produce una neumanitis quimica, la evolucion es desfavorable ya que puede producir la muerte por complicaciones cardiacas. Y si se sobrevive la cura es completa sin dejar secuelas.

b)Intoxicacion cronica: Da origen a un sindrome neurologico central de larga evolucion y pronostico desfavorable, suele apararecer en un periodo de varios años. Inicia con mucha molestias y transtornos psiquicos, posteriormente el enfermo comenzara a caminar sobre las puntas de sus pies, junto con un sindrome parkisionano.

Dosis.

• El organismo humano adulto contiene de 10 a 20 mg. Se le relaciona directamente con el desarrollo de los huesos, una

falta de este elemento perjudica el crecimiento, disfunciones reproductoras.

Dosis diaria recomendada es de 5mg/m3.

Estudios epidemiológicos de compuestos inorgánicos de manganeso en humanos indican efectos en el sistema

respiratorio a niveles abajo de 1 mg/m3.

Tratamiento.

– Con fármacos.• Agente quelante .• EDTA, Calcio de Edetate.

Cáncer.

• La información científica existente es insuficiente para determinar si el exceso de manganeso puede producir cáncer (OMS).

Bibliografia:

• http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/libros/459/cap3.html.• Especiación química y física de metales en la materia particulada. por Antonio

José Fernández Espinosa.• http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/379/37967108.pdf• http://es.mimi.hu/salud/manganeso.html• http://es.diagnosispro.com/informaci%C3%B3n_sobre_enfermedades_para/

tratamiento-manganeso-envenenamiento/16291-106.html• http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=496