logo

logo

logo

logo

logo

المنغنيز

منغنيز

Manganese - Manganèse

المنغنيز

 

المنغنيز manganese معدن رمزه الكيمياوي Mn، موقعه في الجدول الدوري بالفصيلة B VII (أو 7) بالدور الرابع. له خواص المعادن الانتقالية[ر.المعدن]. تضم فصيلته التكنيسيوم والرينيوم والعنصر ذا العدد الذري 107 ويدعى البوريوم Bh. تحوي ذرات هذه العناصر في طبقتها الخارجية إلكترونين s وفي الطبقة الإلكترونية التالية خمسة إلكترونات d، لذا كان له عدة درجات أكسدة: +2، +4، +6، +7. اكتشفه غوتلب غان Gottlieb Gahn عام 1774. واسمه مشتق من اللاتينية magnes التي تعني مغنطيس، وهي الخاصة التي يتميز بها فلزه البيرولوزيت وهو من أكثر الخامات شيوعاً. وتُصادف مراقده في الكونغو والهند وجنوب إفريقيا وساحل الذهب Gold Coast في إفريقيا، وفي البرازيل وكوبا.

المنغنيز واسع الانتشار في الطبيعة إذ يؤلف 0.1% من القشرة الأرضية وزناً. ولا يفوقه بسعة انتشاره، بين المعادن الثقيلة، سوى الحديد. ولا يصادف في الطبيعة إلا على شكل مركبات، وأهم فلزاته البيرولوزيت MnO2 والبراونيت 3Mn2O3.MnSiO3 والمنغنيت Mn2O3.H2O.

يُحصل عليه في الحالة الحرة المعدنية بإرجاعه من أكاسيده بالألمنيوم، كما يحصل عليه بتحليل أملاحه تحليلاً كهربائياً. وهو أبيض اللون، برّاق يشبه الحديد بمظهره الخارجي.

وزنه الذري 54.94، كتلته الحجمية 7.21 غ/سم3، نقطة انصهاره 1247 ْس، نقطة غليانه 2030 ْس، الترتيب الإلكتروني 2 - 8 - 13 - 2.

خواصه الكيمياوية

المنغنير معدن فعّال ويقع في الجدول الكهرحركي للعناصر بين المغنزيوم والزنك. لذلك يفكك مسحوقُ المنغنيز الماءَ بالتسخين ويطلق الهدروجين. ويتفاعل بشدة مع الحموض الممدة مطلقاً الهدروجين ومكوِّناً أملاح الأيون Mn2+. يتأكسد المنغنيز في الهواء بسهولة وهوفي حالة مسحوق. أما إذا كان في حالة كتلة متراصة فإن طبقة الأكسيد الخارجية تقي المعدن من استمرار الأكسدة حتى بالتسخين. يتحد مباشرة مع الهالوجينات بشدة مكوناً الهاليدات MnX2 حيث Br, Cl, F :X I,، ويتحد بالتسخين مع اللامعادن[ر. اللامعدن] الأخرى مثل الكبريت والآزوت والفسفور والكربون والسيلسيوم Si والبور. وهو لا يتفاعل مع الهدروجين، ويشكل مع الغاز CO الكربونيل Mn2(CO)10.

يستعمل نحو 90% من الإنتاج العالمي للمنغنيز في الصناعات التعدينية وخاصة الفولاذ؛ إذ يساعد المنغنيز على التخلص من الكبريت، ويقوم بدور العامل المرجع في الحديد والفولاذ وذلك لضعف انحلال أكاسيده وكبريتيداته في الحديد المصهور. ويسهل المنغنيز سحب الفولاذ وطرقه ويزيد من قساوته، ولهذه الخواص تُصنَع سبائك حديد - منغنيز ferromanganese، كما يدخل المنغنيز في تحضير سبيكة تُعرف باسم المنغنا 48% mangana نحاس، 12% منغنيز، 4% نيكل تستعمل في صنع أسلاك متميزة بعدم تغيّر مقاومتها الكهربائية مع الحرارة.

ولمركبات المنغنيز استعمالات عديدة: يُستخدم MnO2 في صناعة الزجاج لإزالة اللون الأخضر الناتج من مركبات الحديد II، وكذلك في تركيب الدهان مجففاً؛ إذ يسرّع أكسدة بعض الزيوت في الهواء، كما يُستخدم في صناعة البطاريات الجافة وفي تحضير الكلور. يستعمل فوق منغنات (برمنغنات) البوتاسيوم مؤكسداً قوياً ومطهراً.

خواصه الكيمياوية

يبين المخطط (1) أهم تفاعلات المنغنيز.

   

المخطط (1)

   

أهم مركبات المنغنيز

1- مركبات المنغنيز الثنائي

أ ـ الأكسيد MnO: الأكسيد أخضر اللون يحضَّر بإرجاع (اختزال) أكاسيد المنغنيز العليا بالهدروجين عند درجات الحرارة الأعلى من 30 ْس أو بتكليس هدروكسيد المنغنيز في جو خال من الأكسجين، وهو لا ينحل بالماء ولكنه ينحل بالحموض.

ب ـ الهدروكسيد Mn(OH)2: أبيض اللون يُحصل عليه بإضافة هدروكسيد قلوي إلى محاليل أملاح Mn2+، وهو يتأكسد بسرعة في الهواء ويتحول إلى Mn(OH)4 ذي اللون البني المسود.

ج ـ أملاح المنغنيز الثنائي: يُحصل عليها بتفاعل الحموض مع الأكسيد MnO أو الهدروكسيد Mn(OH)2 أو مع المعدن مباشرة؛ مثال ذلك:

هذه الأملاح جميعها ذات لون وردي وهو لون الأيون Mn(H2O)62+، وهي أثبت مركبات المنغنيز بالوسط الحمضي.

2ـ مركبات المنغنيز الثلاثي

إن الأيون Mn3+ غير مؤكسد، وتكون معظم أملاح المنغنيز (III) غير ثابتة في المحاليل المائية، فهي تؤكسِد الماء ببطء متحولة إلى Mn2+.

الأكسيد Mn2O3 والهدروكسيد Mn(OH)3. الأكسيد Mn2O3 أسود اللون لا بلوري يوجد في الطبيعة في فلز اليورانيت، وهو صعب الانحلال في الماء، لكنه ينحل بالحموض. الهدروكسيد Mn(OH)3 لم يعزل، وهو صعب الانحلال في الماء وذو صفات أساسية ضعيفة.

3ـ مركبات المنغنيز الرباعي

MnO2 أثبت أكاسيد المنغنيز بالشروط العادية ويعود ثباته إلى عدم انحلاله. وهو مسحوق أسود يوجد في الطبيعة في فلزات عديدة. له صفات أمفوتيريه amphotere أي ينحل في الحموض كما ينحل في الأسس أيضاً.

الأكسيد MnO2 مؤكسد قوي فهو يعطي قسماً من أكسجينه بدرجة حرارة عالية فيتحول إلى Mn2O3، لذلك يُستعمل في صناعة الزجاج إذ يؤكسِد مختلف ضروب الكبريتيد ومركبات الحديد (II) فيتحول أكسيد الحديدي إلى أكسيد الحديد الذي يعطي الزجاج لوناً أصفر مخضراً وهو اللون المتمم للون البنفسجي العائد إلى سيليكيات المنغنيز الثلاثي المتكونة بنتيجة الأكسدة والإرجاع، ويصبح الزجاج بذلك عديم اللون عملياً. كما يُستعمل MnO2 في التصوير الزيتي فيسرِّع جفاف الزيوت، وفي صناعة الثقاب والأبيال الكهربائية. ويستعمل وسيطاً (حفّازاً) في كثير من التفاعلات الكيمياوية.

4- مركبات المنغنيز السداسي

لا يُعرف منها سوى المنغنات وتعدّ أملاحاً للحمض H2MnO4 الذي لم يُفصل، كما لم يفصل أكسيده MnO3. وأهم هذه الأملاح منغنات البوتاسيوم K2MnO4 وهي ملح ذواب في الماء مكونة محاليل خضراء عاتمة. كما تكون وهي في الحالة البلورية خضراء عاتمة أيضاً.

تعدّ المنغنات مؤكسداً قوياً وهي ترجع إلى MnO2 في وسط قلوي. أما إذا كان الوسط حمضياً فتتشكل أملاح المنغنيز (II) من إرجاع المنغنات. وهي تتأكسد بالمؤكسِدات القوية مثل الكلور متحولة إلى فوق المنغنات.

5- مركبات المنغنيز السباعي

استعمل ملح فوق المنغنات (أو منغنات VII) البوتاسيوم، على الأغلب، منذ القدم. وهو يستعمل مؤكسداً. ويتغير لونه بصورة محدودة عندما يتفاعل. ففي الوسط الحمضي يتغير لونه من الأرجواني إلى عديم اللون (تقريباً)

تحضر فوق المنغنات بأكسدة المنغنات بالكلور أو بالطريقة الكهربائية في وسط شديد القلوية.ومحاليلها بنفسجية اللون (لون الأيونMnO-4 ) ومن فوق المنغنات المنحلة فوق منغنات البوتاسيوم، والصوديوم، والفضة، والمعادن القلوية الترابية.

وفوق المنغنات غير ثابتة في المحاليل إذ تتفكك وفق المعادلة:

وهذا التفاعل بطيء في الوسط الحمضي ولكنه يتسرع في الماء أو القلوي وبوجود الضوء. لذلك يجب حفظ المحاليل المعايَرَة لفوق منغنات البوتاسيوم في الظلمة أو في قوارير ذات لون عاتم.

تُستعمل فوق منغنات البوتاسيوم مطهراً بسبب خواصها المؤكسِدة. ويُستعمل محلول فوق منغنات البوتاسيوم المحمَّض للكشف عن ثنائي أكسيد الكبريت SO2 وكبريتيد الهدروجين.

وأهم من ذلك يُستعمل في معايرات تعيين تراكيز محاليل الأوكسالات C2O42- وفي الكيمياء العضوية يُستعمل لأكسدة الألكينات إلى ديولات، والصيغة (1) مثال ذلك.

                                    الصيغة(1)

 

هيام بيرقدار

الموضوعات ذات الصلة:

الرينيوم ـ السبائك ـ الفولاذ

مراجع للاستزادة:

ـ فيليب ماثيوس، الكيمياء المتقدمة 2، ترجمة هيام بيرقدار (المركز العربي للتعريب والترجمة والتأليف والنشر، دمشق 2000).

ـ الهادي زروق، المولدي عبد الكافي، قاسم أم الزين، كيمياء العناصر (المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم، تونس 1988).

- STEVE RUSSO & MIKE SILVER, Introductory Chemistry: A Conceptual Focus (Addison Wesley, Longman 2000).


التصنيف : الكيمياء و الفيزياء
النوع : علوم
المجلد: المجلد التاسع عشر
رقم الصفحة ضمن المجلد : 731
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 540
الكل : 29620455
اليوم : 465

السلامة والأمان في المركبات

السلامة والأمان في المركبات   المركبة هي وسيلة نقل ذاتية الحركة مخصصة لنقل الناس والبضائع أو لتنفيذ مهمات خاصة، وتصنف المركبات حسب تخصصها في ثلاث مجموعات أساسية هي: 1- مركبات نقل (ركاب ـ بضائع). 2- المركبات المتخصصة: أهمها مركبات المعاقين. 3- المركبات الرياضية: التي أخذت تتمتع بشهرة واسعة منذ عام 1914م. إن تصميم المركبات واستثمارها وتطويرها لرفع السلامة والأمان فيها، وإطالة مدة خدمتها، ومواءمتها لنظريات تنظيم المرور وقوانينه واستعمالها وفق شروط اقتصادية لنقل الأشخاص والبضائع، وأساليب تشخيص الحالة الفنية للمركبات بمساعدة الأجهزة الإلكترونية وكشف احتمالات أعطال وحدات المركبات ومنظوماتها في الوقت المناسب، أدت إلى تلافي الأعطال قبل أن تسبب اختلالات في عمل المركبات وأمانها وسلامتها.
المزيد »