المنجنيز Manganese – معلومات هامة جداً عن عنصر المنجنيز

ما هو عنصر المنجنيز Manganese؟

– المنجنيز عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 25، العدد الكتلي = 55

– يرمز لعنصر المنجنيز له بالرمز: ⁵⁵Mn₂₅

– التوزيع الإلكتروني له: Ar]₁₈ 4s² 3d⁵]

– المنجنيز عبارة عن معدن ذو لون بني لماع.

– متطاير جداً.

– وهو فيرومغناطيسي لأن المسافة بين ذرتي منجنيز قصيرة نسبياً مما يؤدي إلى تزاوج غير متواز للعزوم فتظهر صـفة الفيرومغناطيسية.

– يشتمل المنجنيز في الطبقة الخارجية على الكترونيين في المدار (s) وخمسـة الكترونات في المدار d

– درجة أكسدته نظرياً من +1 إلى +5.

– وفيما يلي الخواص العامة لعنصر المنجنيز:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Manganese

– اكتشف المنجنيز عام 1774م من قبل (Bergna) و (Scheele) و (Gahn) في السويد.

– اشـتق اسمه من اليونانية Magnes بمعنى مغناطيس نسبة إلى خاصية معدنه الخام (Pyrolysite) الذي استعمله الفراعنة في صناعة الزجاج.

– يشكل معدن المنجنيـز 0.08% من وزن القشرة الأرضية، ويكــون على شكل أكاسيد.

– وأهم فلزاته:

• البيرولوزيت MnO₂
• البراونيت 3Mn₂O₃.MnSiO₃
• المانجانيت Mn₂O₃.H₂O

تحضير المنجنيز Preparation of Manganese

يحصل على المنجنيـز باختزاله من أكاسيده بالألمنيوم كما هو موضح بالمعادلة التالية:

 

– يتم كذلك تحضير معدن المنجنيز النقي من خام البيرولوزيت الطبيعي MnO₂ بطريقة الألمنيوم الحراري التي تعطي معدناً ذا نقاوة متوسـطة تكفي لتحضير العديد من السبائك.

– أما إذا كان خام البيرولوزيت نقياً فإنه لا يختزل إلا بعد تفككه جزئياً بالحرارة، ويعود ذلك إلى تفاعل MnO₂ بعنف مع الألمنيوم. أما تفاعل  Mn₂O₃ مع الألمنيوم فيكون لطيفا هادئاً.

– يختزل المنجنيز الرباعي بالتحليل الكهربائي في الوسـط المائي إلى MnO₂.

– كما نحصل على المنجنيز ذي الشكل MnO باختزال MnO₂ بالتحليل الكهربائي إلى  MnO

– تستخدم عادة في حوض التحليل أقطاب فولانية غير قابلة للأكسدة. 

تفاعلات المنجنيز Chemical properties of Manganese

من أهم تفاعلات المنجنيـز نذكر ما يلي:

(1) التفاعل مع الأكسجين

يتفاعل المنجنيـز مع الأكسجين ليعطي Mn₃O₄ كما في المعادلة التالية:

 

(2) التفاعل مع الماء

يتفاعل المنجنيـز مع الماء وذلك في درجات الحرارة المرتفعة كما في المعادلة التالية:

 

(3) التفاعل مع الهالوجينات

يتحد المنجنيـز مع الهالوجينات وذلك في درجات الحرارة المرتفعة ويتشكل MnX₂ كما في المعادلة التالية:

 

(4) التفاعل مع الكبريت

يتحد المنجنيـز مع الكبريت مشكلاً كبريت المنجنيـز كما في المعادلة التالية:

 

(5) التفاعل مع الكربون

يتفاعل المنجنيـز مع الكربون ويتشكل Mn₃C₂ كما في المعادلة التالية:

 

 (6) التفاعل مع النتروجين

يتفاعل المنجنيـز مع النتروجين ويتشكل Mn₅N₃ كما في المعادلة التالية:

 

(7) التفاعل مع الأحماض

يتفاعل المنجنيـز مع حمض الكبريتيك H₂SO₄ وتتشكل كبريتات المنجنيـز الثنائية حسب التفاعل التالي:

 

استخدامات المنجنيز Uses of Manganese

(1) يستخدم معدن المنجنيـز على نطاق واسع في صناعة التعدين، فهو يصاحب أكسيد الحديد ويدخل في تركيب الفونت جزئياً أو كلياً

(2) يؤدي معدن المنجنيـز دوراً هاماً في تنقية المعادن فهو يمنع أكسـدة المعدن الممزوج به، ويمنع الكبريت من الالتحام بالمعدن المراد تنقيته.

(3) يزيد المنجنيـز من قساوة الفولاذ ويجعله أكثر مقاومة للكسر فيدعى عندئذ فولاذ هادفيلد إذا كانت نسبة المنجنيـز في هذا الفولاذ 14%

(4) يستخدم أكسيد المنجنيـز الرباعي مزيلاً للاستقطاب في أعمدة لوكلانشيه وفي الدهانات.

(5) يستخدم في صورة سبائك دائماً نظراَ لهشاشته الشديدة.

(6) تستخدم سبائك المنجنيـز مع الألومنيوم في صناعة عبوات المشروبات الغازية.

(7) تستخدم سبائك المنجنيـز مع الحديد في صناعة خطوط السكك الحديدية لأنها أصلب من الصلب.

(8) ثاني أكسيد المنجنيـز  MnO₂ عامل مؤكسد قوي ويستخدم فى صناعة العمود الجا.

(9) برمنجانات البوتاسيوم KmnO₄ مادة مؤكسدة ومطهرة.

(10) كبريتات المنجنيـز MnSO₄ كمبيد للفطريات.

المراجع:

•  دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• العناصر الانتقالية – كتاب الصف الثالث الثانوي – جمهورية مصر العربية 2021