نام منگنز از یک کلمه لاتین به نام mangnes گرفته شده است .
تاریخچه : اولین استفاده ها از منگنز به عصر حجر باز می گردد .
آنجا که انسانها در حدود 17000 سال پیش برای نقاشی بر روی دیوارها ازMnO2 استفاده می کردند .
بعد ها در یونان باستان از آلیاژهای استیل حاوی منگنز در تولید سلاح استفاده می شد .
در مصر و روم نیز از منگنز در صنعت شیشه سازی استفاده می کردند .
در قرن هفدهم یک شیمیدان آلمانی به نام Glauber پرمنگنات را به عنوان اولین نمک قابل استفاده منگنز کشف کرد .
در پایان این قرن منگنز اساس تولید کلر به شمار می رفت .
در سال 1771 منگنز بوسیله یک شیمیدان آلمانی شناخته شد و سرانجام در سال 1774 بوسیله یک دانشمند سوئدی به نام Gohann Gahn ایزوله شد و فلز منگنز به صورت منفرد بدست آمد .
پیدایش
منابع زمینی منگنز ، بسیار زیاد اما بطور نامنظمی پراکنده شده‌اند؛ منابعی که در آریکا واقع شده‌اند، نامرغوب بوده و تهیه آن گران است.
آفریقای جنوبی و اوکراین بیش از 80% منابع شناخته شده جهان را دارا هستند؛ آفریقای جنوبی بدون در نظر گرفتن چین و اوکراین بیش از 80% کل آنرا تولید می‌کند.
منابع واردات آمریکا ( 2001- 1998) : سنگ معدن منگنز : گابن 70% ، آفریقای جنوبی 10% ، استرالیا 9%، مکزیک 5% و سایر کشورها 6%.
فرومنگنز : آفریقای جنوبی 47% ، فرانسه 22%، مکزیک 8%، استرالیا 8% و سایر کشورها 15%.
منگنز موجود در کل واردات منگنز: آفریقای جنوبی 31% ، گابن 21%، استرالیا 13% ، مکزیک 8% و سایر کشورها 27%.
منگنز در بورکینوفاسو استخراج میشود.
مقادیر بسیار زیادی منگنز در سختگاههای منگنز واقع در کف اقیانوسها وجود دارد.
در سال 1970، تلاشهایی که برای یافتن روشهای عملی و اقتصادی بهره‌برداری از سختگاههای منگنز انجام می‌شد، متوقف گشت.
خصوصیات قابل توجه
منگنز ، مانند آهن ، فلزی خاکستری‌رنگ است.
فلزی است سخت و بسیار شکننده که به‌سختی ذوب اما به‌راحتی اکسیده میشود.
فلزمنگنز فقط پس از پردازش خاصی فرومغناطیس می‌گردد.
کلی‌ترین حالتهای اکسیداسیون منگنز ، 6+ ، 4+ ، 3+ ،2+ و 7+ است، اگرچه حالتهای اکسیداسیون از 7+ تا 1+ مشاهده میشود.
ترکیبات منگنزی که درآنها منگنز دارای حالت اکسیداسیون 7+ می‌باشند، عاملهای اکسید کننده‌ای قوی هستند.
کاربردها
منگنز به خاطر خصوصیات ثابت کنندگی گوگرد ، اکسیژن‌زدائی و آلیاژ سازی برای تولید آهن و فولاد ضروری است.
فولادسازی ، ازجمله بخش تولید آهن آن ، بیشترین مقدار منگنز داخلی را نیاز دارد که اخیرا" بین 90% تا 85% مقدار مورد نیاز است.
از بین کاربردهای مختلف دیگر آن ، منگنز بخش اصلی فرمولهای فولادضد زنگ ارزان قیمت و آلیاژهای آلومینیم پرکاربرد را تشکیل می‌دهد.
از اکسید منگنز ، در انواع پیلهای خشک جدید استفاده میشود.
انتظار می‌رود ماهیت و سطح کلی کاربرد منگنز در آمریکا در آینده ای نزدیک تقریبا" یکسان باقی بماند.
هیچ گونه فن‌آوری عملی برای جایگزینی مواد دیگر به جای منگنز یا استفاده از مقادیر داخلی و سایر ذخائر جهت خودکفایی آمریکا نسبت به کانی منگنز سایر کشورها وجود ندارد.
نقش بیولوژیکی
منگنز ، ماده غذایی است که وجود آن به مقدار کم برای تمامی گونه‌های حیات ، ضروری می‌باشد.
رده‌های آنزیمهایی که عوامل مشترک منگنز دارند، بسیار گسترده است و مثلا" شامل oxidoreductases transferases ، hydrolases ، lyases ، isomerases ، ligases ، lectins ، integrins می‌باشند.
شاید آرژیناز ، دیسموتاس سوپر اکسید ، حاوی منگنز و سم دیفتری ، معروفترین پلی‌پپتیدهای منگنز باشند.
ترکیبات
پرمنگنات پتاسیم که آنرا بلورهای کاندی هم می‌نامند، به‌علت خصوصیات اکسیداسیون آن ، یک معرف آزمایشگاهی متداول است و بعنوان یک داروی محلی کاربرد دارد؛ ( مثلا" برای درمان بیماریهای ماهی ).
دی‌اکسید منگنز در پیلهای خشک کاربرد داشته ، نیز می‌توان از آن برای کلر زدایی شیشه‌هایی که با مقادیر کمی آهن ، سبز رنگ شده‌اند، استفاده نمود.
با ترکیبات منگنز ، می‌توان شیشه‌ها را ارغوانی کرد و عامل رنگ ارغوانی واقعی می‌باشد.
علاوه بر این‌ها ، از دی‌اکسید منگنز برای تولید اکسیژن ، کلر و رنگهای سیاه جامد استفاده می‌گردد.
ایزوتوپهـــــــــا منگنز بطور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدار Mn-55 می‌باشد.
18 ایزوتوپ پرتوزاد هم برای این عنصر شناسایی شده است که پایدارترین آنها منگنز53 با نیمه عمر 7/3 میلیون سال ، منگنز-54 با نیمه عمر 312,3 روز و منگنز-52 با نیمه عمر 5,591 روز هستند.
مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو از نیمه عمری کمتر از 3 ساعت برخوردار بوده که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 1 دقیقه است.
همچنین این عنصر دارای 3 meta states می‌باشد.
منگنز ، جزء عناصر گروه آهنی است که تصور میشود در ستارگان بزرگ ، اندکی قبل از انفجار ابراختر سنتز شده‌اند.
منگنز-53 به شکل Cr-53 با نیمه عمر 3,7 میلیون سال فرسایش می‌یابد.
منگنز-53 به‌علت نیمه عمر نسبتا" کوتاهش یک رادیونوکلید غیر فعال است.
محتویات ایزوتوپی منگنز ، معمولا" با محتویات ایزوتوپی کروم ترکیب می‌شـــــــود که در isotope geology بکار می‌رود.
نسبتهای ایزوتوپی منگنز – کروم شواهدی را که از آلومینیم 26 و پالادیم 107 برای تاریخ آغازین منظومه شمسی وجود دارد، تقویت می‌کند.
ایزوتوپهای منگنز از نظر وزن اتمی بین amu 46 تا amu 65 قرار دارند.
حالت فروپاشی اولیه ، قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار ( Mn-55 ) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن بتا می‌باشد.
هشدارهــــــــــا مقدار بیش از حد منگنز ، سمی است و به‌علت میزان مسمومیت‌زایی این عنصر تماس با گرده ، بخار و ترکیبات منگنز حتی برای زمانهای کوتاه نباید از حداکثـــر mg/m 35 فراتر رود.
محلولهای پرمنگنات اسیدی کلیه مواد معدنی را که با آنها در تماس هستند، ازبین خواهند برد و قادر به سوزاندن آنها می‌باشند.
شناخت محیط رشد ، منگنز منگنز به‌میزان بسیار کمی مورد نیاز گیاه است و در صورت زیاد شدن میزان آن در خاک ، بر روی گیاه اثر مسموم کننده خواهد داشت.
وجود منگنز برای بسیاری از اعمال گیاهی مانند فتوسنتز ، تنفس و تهیه کلروفیل ضروریست.
علایم کمبود آن در گیاهان مختلف متفاوت می‌باشد.
سوختگی کنار برگها و یا لکه‌های سوختگی میانه برگها ، همچنین کاهش رشد و گلدهی گیاه از نشانه‌های کمبود منگنز است و چون مانند آهن ، درون گیاه غیر قابل انتقال است، ابتدا برگهای جوان علایم کمبود را نشان می‌دهند، در واکنش‌های قلیایی در خاک تثبیت شده و با پایین آوردن واکنش خاک ، بیشتر قابل استفاده می‌گردد.
در خاکهای خیلی اسیدی ممکن است به‌علت افزایش بیش از حد جذب آن در گیاه مسمومیت ایجاد شود.
برای رفع کمبود منگنز از سولفات منگنز استفاده میشود که در خاکهای ایران بازده آن بسیار ناچیز است نام منگنز از یک کلمه لاتین به نام mangnes گرفته شده است .
خواص شیمیایی : این عنصر دارای خواص شیمیایی به شرح زیر است : Atomic number : 25 Atomic weight : 54.93805 amu Atomic volume : 1.39 cm3/mol Atomic radius : 127 pm Molar volume : 7.35 cm3 Heat of fusion : 12.050 kj/mol Heat of vaporation : 226.0 kj/mol خواص فیزیکی : این عنصر دارای خواص فیزیکی به شرح زیر است : State : Solid Melting point : 1517.2 Ko Boiling point : 2333 Ko Density (293 Ko) : 7.43 g/cm3 Velocity of sound : 5150 m/s Young modulus : 198 Gpa Bulk modulus : 120 Gpa Mineral hardness : 6.0 no units Brinell hardness : 196 MN/m2 Electrical resistivity : 160 μΩcm Thermal conductivity : 7.81 J/m.sec.deg Electrycal conductivity : 5.405 J/mohm.cm Polarizability : 9.4A^3 Ionic radius(+2 ione) : 89 pm Ionic radius(+3 ione) : 75.3 pm Color : gray/white کاربردها : کاربردهای منگنز به دو دسته صنعتی و غیر صنعتی تقسیم می شود .
کاربردهای صنعتی : در حدود 80% منگنز تولید شده به مصرف تولید آلیاژهای ferromanganese میرسد.در استیل ها این فلز خواص پیچشی , چکش خواری , استحکام , سختی , خشکی و مقاومت در برابر فرسودگی استیل را افزایش می دهد .
به همراه آلومینیوم و بخصوص مقدار کمی فلز مس تشکیل آلیاژهای ferromagnetic را می دهد .
در صنعت شیشه سازی از MnO2 به منظور هز بین بردن رنگ آبی یونهای آهن موجود در شیشه و تولید شیشه شفاف استفاده می شود .
کاربردهای غیر صنعتی : اکسیدهای منگنز برای تولید اکسیژن , کلر و از بین بردن رنگهای تیره استفاده میشود.از اکسید Mn2O3 برای تبدیل آنیلین به Hydroquinone مورد استفاده قرار می گیرد .
پرمنگنات منگنز به عنوان یک اکسید واسطه قوی برای استفاده در دارو سازی تولید می شود .
یکی از کاربردهای حیاتی منگنز نقش آن به عنوان عنصری ضروری در حفظ سلامتنی بدن است .
این عنصر در استفاده از ویتامین B1 بسیار مهم است .
منابع : 1)http://www.webelements.com/ 2)http://www.chemicalelement.com/ 3)http://www.manganese.com/ 4)http://www.mn.com/ 5)http://www.environmentalchemistry.com/