حقائق ومعلومات عن عنصر المنغنيز
(Manganese)، العنصر الذي يعتبر من المعادن الانتقالية الصلبة جدًا والقصفة, والذي يكون لونه أبيض رمادي, ويوجد في الطبيعية ضمن مجموعة متنوعة من المعادن، إلا أنه لا يوجد بمفرده، وهو أحد العناصر الأكثر شيوعًا في القشرة الأرضية إذ يتوزّع على نطاقٍ واسعٍ في جميع أنحاء سطح الكوكب، كما يُعتبر ثاني أكسيد المنغنيز أو ما يُسمى البيرولوزيت واحدًا من أكثر أشكال المنغنيز شيوعًا.
المنغنيز ضروريٌّ جدًا لحياة الإنسان والحيوان لدوره في العمليات الاستقلابية.
تُستخدم العديد من السبائك التي تحتوي على المنغنيز في إنتاج الصلب وصناعة الزجاج، وحتى في جعل الألمنيوم في علب الكولا أرقَّ وأصلب.
حقائق
العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 25
الرمز الذري (على الجدول الدوري للعناصر): Mn
الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 54.938
الكثافة: 7.43 غرام / سم مكعب
الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلب
نقطة الانصهار: 2282 درجة فهرنهايت (1250 درجة مئوية)
نقطة الغليان: 3740 فهرنهايت (2060 درجة مئوية)
عدد النظائر الطبيعية (ذرات لنفس العنصر تختلف بعدد النيوترونات): نظير واحد، بالإضافة إلى 21 نظيرًا مشعًا بعمر قصير جدًا، واصطناعيًا بعمر نصفي قصير للغاية.
النظير الأكثر شيوعًا: Mn – 55
التاريخ
وفقًا لرأي الكاتب جون إيمسلي في مقاله المنشور حول الكيمياء الطبيعية, استُخدم المنغنيز منذ العصور القديمة. كتب الفيلسوف اليوناني بيليني الأكبر في القرن الأول الميلادي أيضًا أنَّ فناني الكهوف في فرنسا كانوا قد استخدموا الخام الأسود (ثاني أكسيد المنغنيز أو البيرولوزيت) منذ 30 ألف عام على الأقل, واستُخدم أيضًا في صناعة الزجاج لجعله شفافًا وكصباغٍ أسود في الفخار.
في عام 1740، لاحظ الكيميائي الألماني يوهان هاينريش بوت أنَّ البيرولوزيت يحتوي على معدنٍ أرضيٍّ جديد, والذي اعتُقد أنه بديلٌ عن الحديد. وكان الكيميائي النمساوي إغناطيوس غوتفريد كايم أول من عزل المنغنيز عام 1770م، لم يكن المعدن المعزول نقيًا، وباءت عدة محاولاتٍ لتنقيته بالفشل. اقترب الكيميائي السويدي يوهان جوتليب غان من ذلك عام 1774 عندما أنتج معدنًا أبيض صلبًا قصفًا.
هل تعلم؟
يُعتبر المنغنيز من المعادن الانتقالية, والتي تتميز بكونها مرنة ومطاوعة وناقلة للحرارة والكهرباء.
بحسب مختبر لوس ألاموس الوطني، جاءت تسمية المنغنيز من الكلمة اللاتينية «ماغنس» والتي تعني مغناطيس، وعلى الرغم من أنَّ المنغنيز في حدّ ذاته غير مُمغنط, إلا أنَّ السبائك التي تجمعه مع الألمنيوم والنحاس والأنتيمون لها فعاليةٌ مغناطيسية كبيرة للغاية.
بحسب Lenntech، فإنَّ المنغنيز النقي نشطٌ جدًا, فهو يحترق بالأكسجين ويتأكسد في الماء ويذوب أيضًا في الأحماض المُمدّدة، ويوجد بوفرةٍ في التربة ضمن الأكاسيد والهيدروكسيدات.
وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء، فإنَّ المنغنيز هو ثاني أكثر المعادن وفرةً في قشرة الأرض.
بحسب Chemicool، فإنَّ المنغنيز ضروريٌ لعملية التركيب الضوئيّ، ويُستخدم في إنتاج الأكسجين.
حسبما ذكر إيمسلي في مقاله المنشور في مجلة نيتشر, فقد اكتشف عام 1950م أنَّ المنغنيز ضروريٌّ لحياة الإنسان.
بحسب Chemicool، فإنَّ للمنغنيز دورًا أساسيًا في الوظائف الاستقلابية، إذ يحتوي جسم الإنسان على 10 – 20 ملغ من المنغنيز تقريبًا، وبسبب عدم القدرة على تخزينه فإننا بحاجةٍ إلى التزوّد به باستمرارٍ من خلال الغذاء.
بحسب Lenntech, تتضمّن الأطعمة التي تحتوي تراكيز عالية من المنغنيز كلًا من السبانخ، والشاي، وبعض الأعشاب، والحبوب، والأرز، وفول الصويا، والبيض، والمكسرات، وزيت الزيتون، والفاصولياء الخضراء، والمحار.
بحسب المركز الطبيّ في جامعة ميرلاند، يوجد المنغنيز بشكلٍ أساسيّ في العظام والكبد والكلى والبنكرياس، ويساعد الجسم على تكوين النُسج الضامّة، والعظام، وعوامل تخثّر الدم، والهرمونات الجنسية.
وفقًا لـ Lenntech، فإنَّ المنغنيز ضروريٌ لجميع الأنواع وليس للإنسان فقط، ويمكن لبعض الأنواع تخزينه ومراكمته كالمشطورات والرخويات والإسفنجيات.
إنَّ التراكيز العالية من المنغنيز من الممكن أن تكون سامة، ووفقًا لـ Lenntech، فإنَّ أعراض زيادته تتضمّن الهلوسة والنسيان وتلف الأعصاب والبلادة وضعف العضلات والصداع والأرق، ومن الممكن أن تسبّب داء باركنسون، والصمات الرئوية، والتهاب القصبات، والعجز الجنسي عند الرجال، وانفصام الشخصية.
قد تسبّب التراكيز المنخفضة السمنة، و(عدم تحمّل الغلوكوز – (glucose intolerance، وتخثّر الدم، والأمراض الجلدية، وانخفاض مستويات الكولسترول، والاضطرابات الهيكلية، بالإضافة إلى أعراض عصبية وحتى تغيّرات في لون الشعر.
بحسب المركز الطبي في جامعة ميريلاند، ربما يكون المنغنيز مفيدًا في علاج هشاشة العظام، والتهاب المفاصل، والمتلازمة السابقة للحيض، والداء السكري، والصرع.
بحسب الجمعية الملكية للكيمياء, يُستخدم المنغنيز بشكلٍ أساسيّ ضمن السبائك بسبب قصافته.
يُستخدم المنغنيز في جعل الزجاج شفافًا، ويُستخدم لإزالة الكبريت وأكسدة الفولاذ في منتجات الصلب.
ويستعمل أيضًا لتخفيض نسبة الأوكتان في البنزين، بالإضافة إلى استخدامه كصباغٍ أسود وبني في الطلاءات، وكمادة مالئة في بطاريات الخلايا الجافة، وتساعد خلائطه على تقوية الألمنيوم في علب المشروبات الغازية.
وبحسب مختبر جيفرسون، فإنَّ اللون الأرجواني للبنفسج يعود إلى احتوائه على المنغنيز.
ذكر جون إيميسلي أنَّ عدم وجود المنغنيز في الصخور الرسوبية -التي يعود تاريخها إلى 400 و1800 مليون سنة- يشير إلى انخفاض مستويات الأكسجين في المحيط آنذاك.
بحسب الجمعية الملكية للكيمياء, يُستخرج المنغنيز بشكلٍ أساسي في الصين وأفريقيا وأستراليا والغابون.
ويوجد عادة ضمن أكاسيد, ويمكن عزله باستخدام الصوديوم والمغنيزيوم أو الألمنيوم أو عبر التحليل الكهربائيّ.
بحسب Lenntech, يُستخرج سنويًا ما لا يقلّ عن 25 مليون طن من خام المنغنيز.
وبحسب المسح الجيولوجي الأمريكيّ، فإنَّ حوالي 85 -90 % من المنغنيز المُستخرج يُستخدم في صناعة الصلب.