منگنز

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
منگنز، 25Mn
الگو:جعبه عناصر شیمیایی/symbol-to-top-image/alt
ویژگی‌های کلی
تلفظ‎/ˈmæŋɡənz/‎ (MANG-gə-neez)
ظاهرنقرهy metallic
جرم اتمی نسبی (Ar، استاندارد)۵۴٫۹۳۸۰۴۳(۲)[۱]
منگنز در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
-

Mn

Tc
کروممنگنزآهن
عدد اتمی (Z)25
گروهگروه ۱۲
دورهدوره 4
بلوکبلوک-d
آرایش الکترونی[Ar] 3d5 4s2
2, 8, 13, 2
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب1519 K ​(1246 °C, ​2275 °F)
نقطه جوش2334 K ​(2061 °C, ​3742 °F)
چگالی (near r.t.)7.21 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)5.95 g/cm3
حرارت همجوشی12.91 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 221 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی26.32 J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 1228 1347 1493 1691 1955 2333
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 (depending on the oxidation state, an acidic, basic, or amphoteric اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 1.55
انرژی یونش
  • 1st: 717.3 kJ/mol
  • 2nd: 1509.0 kJ/mol
  • 3rd: 3248 kJ/mol
  • (بیشتر)
شعاع اتمیempirical: 127 pm
شعاع کووالانسی pm 139±5 (low spin), 161±8 (high spin)
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری منگنز
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری ​(bcc)
Body-centered cubic crystal structure for منگنز
سرعت صوت thin rod5150 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی21.7 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی7.81 W/(m·K)
رسانش الکتریکی1.44 µ Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسیparamagnetic
مدول یانگ198 GPa
مدول حجمی120 GPa
سختی موس6.0
سختی برینل196 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7439-96-5
ایزوتوپ‌های منگنز
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
52Mn syn 5.591 d ε - 52Cr
β+ 0.575 52Cr
γ 0.7, 0.9, 1.4 -
53Mn ایزوتوپ پرتوزای ناچیز 3.74 ×106 y ε - 53Cr
54Mn syn 312.3 d ε 1.377 54Cr
γ 0.834 -
55Mn 100% 55Mn ایزوتوپ پایدار است که 30 نوترون دارد
| منابع

منگنر یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۵ و نماد Mn است. این عنصر در دوره چهارم جدول تناوبی و در گروه فلزات واسطه قرار دارد. منگنز در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شود و معمولاً در مجاورت آهن است. کانی اصلی منگنز، پیرولوزیت است. یکی از کاربردهای مهم منگنر، آلیاژهای فلزی و به‌ویژه فولاد ضدزنگ است.

منگنز ماده معدنی ضروری برای بدن است.[۲] اگر به صورت افراطی مصرف شود می‌تواند سمی باشد. این ماده معدنی در سبزیجات برگ‌دار همچون کلم و اسفناج و همچنین در چای، آناناس و خشکبار وجود دارد.[۳]

نام منگنز از منطقه مگنزیا در یونان (که بسیاری از کانی‌های آن از آنجا استخراج شده‌اند) گرفته شده‌است. یوهان گوتلیب برای نخستین بار در سال ۱۷۷۴، منگنز را به صورت ناخالص جداسازی کرد.

یون‌های منگنز، رنگ‌های مختلفی را تولید می‌کنند و به عنوان رنگدانه در صنعت به کار می‌روند. هم‌چنین منگنز دی‌اکسید در باتری‌های قلیایی به عنوان کاتد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در فرایندهای زیستی، یون منگنز نقش کوفاکتور را برای بسیاری از آنزیم‌ها دارد.[۴] آنزیم‌های منگنز در سم‌زدایی رادیکال‌های آزاد سوپراکسید در بافت‌هایی که از شکل عنصری اکسیژن استفاده می‌کنند، اهمیت دارند.

مشخصات[ویرایش]

خواص فیزیکی[ویرایش]

منگنز، فلزی نقره‌ای رنگ و مشابه آهن است. سخت و شکننده است.[۵] به سختی جوش‌پذیر است، ولی به راحتی اکسید می‌شود. منگنز و یون‌های اصلی آن، پارامغناطیس هستند.[۶] منگنز مانند آهن، در هوا به کندی کدر می‌شود و زنگ تولید می‌کند.

ایزوتوپ‌ها[ویرایش]

منگنز تنها یک ایزوتوپ پایدار با نام منگنز-۵۵ دارد. هم‌چنین ۱۸ ایزوتوپ پرتوزای آن تاکنون شناخته شده‌اند که پایدارترین ایزوتوپ آن، منگنز-۵۳ با نیمه‌عمر ۳٫۷ میلیون سال است. به جز دو ایزوتوپ دیگر (منگنز-۵۴ و منگنز-۵۲)، سایر ایزوتوپ‌های منگنز نیمه‌عمر کمتر از سه ساعت دارند.[۷] منگنز یکی از اعضای گروه آهن است که گمان می‌شود در ستاره‌های بزرگ پیش از انفجار ابرنواختر ساخته شده‌اند.[۸] واپاشی عمده در ایزوتوپ‌های سبک‌تر از منگنز-۵۵، گیراندازی الکترون و در ایزوتوپ‌های سنگین‌تر، واپاشی بتا است.[۷]

خواص شیمیایی[ویرایش]

منگنز یکی از فلزات واسطهٔ الکتروپوزیتیو گروه VII است که پیکربندی الکترونی 3d54s2 دارد. (Mn(II و (Mn(III کمپلکس‌های فراوانی تشکیل می‌دهند. ترکیبات (Mn(II صورتی کمرنگ هستند. ترکیبات (Mn(III قهوه‌ای رنگ بوده و واپیچیدگی یان-تلر از خود نشان می‌دهند. منگنز IV به MnO2، MnF4 و برخی دیگر از کمپلکس‌ها محدود می‌شود.

خواص زیستی[ویرایش]

منگنز فلزی است که به گونه گسترده‌ای در بافت‌های بدن گیاهان و جانوران هست. این فلز یک ماده معدنی کمیاب نامیده می‌شود زیرا به مقدار بسیار کم در بدن انسان یافت می‌شود. بدن ما کم وبیش نزدیک ۲۰ میلی‌گرم منگنز، به گونه بزرگ در استخوان‌ها، اندوخته دارد. منگنز در پایه‌ریزی بافت همبند چربی و کلسترول، استخوان، عوامل لختگی خون و پروتئین نقش دارد. این ماده همچنین برای عملکرد طبیعی مغز بایسته‌است. منگنز جزئی از ترکیب منگنز سوپراکسید دیسموتاز (MnSOD) است. این ترکیب یک آنتی اکسیدانت است که بدن را از رادیکال‌های آزاد نگهداری می‌کند. به دست آوردن مقدار کافی منگنز از رژیم غذایی، کار ساده‌ای است.

کاربرد منگنز در کشاورزی[ویرایش]

منگنز در طبیعت به فرم‌های ۲، ۳، ۴، ظرفیتی وجود دارد. منگنزهای محلول در خاک و منگنزهای جذب شده به کلوئیدها عموماً ۲ ظرفیتی هستند. هر قدر پراکندگی اکسیدهای منگنز در خاک ظریف تر باشد. قابلیت جذب آن بهتر است. منگنزهای ۲ ظرفیتی و منگنزهایی که به آسانی احیائ می‌شوند. منگنز قابل جذب و فعال هستند.. هر قدر تهویه خاک نامناسب تر باشد احیائ ترکیبات چند ظرفیتی به ۲ ظرفیتی بیشتر است و باعث آزاد شدن منگنز فعال و حتی مسمومیت می‌گردد. کودهای حیوانی که در عمق خاک قرار می‌گیرند، و همچنین تولیدات متابولیسمی میکروارگانیسم‌ها به خصوص میکروارگانیسم‌های غیر هوازی می‌توانند منگنز فعال تری ایجاد نمایند. غرقابی شدن خاک‌ها نیز باعث آزاد سازی منگنز تا حد مسمومیت می‌گردد. با افزایش PH خاک مقدار منگنز محلول در هر یک از واحدهای PH به شدت کاهش می‌یابد. برای قابلیت جذب منگنز در خاک، علاوه بر PH و فعالیت میکروارگانیسم‌ها، فاکتور آب نیز اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل درز سال‌های پرباران قابلیت جذب منگنز بیشتر می‌باشد. آهک و PH بالا جذب منگنز را کمتر نموده و دادن کودهای اسیدی یا کاهش PH می‌تواند جذب منگنز را فعال تر نماید.[۹]

جذب و پراکندگی و نقش منگنز در گیاه[ویرایش]

منگنز می‌تواند با توجه به فعالیت جذب آن در محیط غذایی با شدت‌هایی مختلف توسط گیاهان جذب شود و قدرت جذب در هر یک از انواع مختلف گیاهان تفاوت دارد. منیزیم، کلسیم و آهن از جذب منگنز جلوگیری می‌کنند. تحرک منگنز در گیاه به ویژه هنگام عدم تغذیه کافی با سیلیسیم کم است و به عقیده وان گور و ویرسما منگنز نمی‌تواند به آوندهای آبکش منتقل گردد. منگنز مشابه با منیزیم می‌تواند آنزیم‌های زیادی را فعال نماید مکانیزم تأثیر آن در فرایندهای فسفری لیزاسیون مشابه منیزیم اسن. ویژگی منگنز در فعال نمودن RNA پلی مراز در کلروپلاست بیشتر از منیزیم است.[۹]

تغذیه گیاهان با منگنز[ویرایش]

در اغلب خاک‌ها منگنز به حد کافی وجود دارد. در خاک‌های مردابی پست و حاوی آهک زیاد، به دلیل PH بالا ممکن است کمبود منگنز وجود داشته باشد. در این گونه خاک‌ها کوددهی منگنز بسیار مشکل و اغلب باعث تثبت آن می‌گردد؛ بنابراین در وهله اول بایستی PH خاک را پایین آورد دادن گوگرد توأم با کود حیوانی، مصرف کوهای سولفاته مانند سولفات آمونیوم و همچنین گچ می‌تواند PH را تعدیل و جذب منگنز را بیشتر نماید[۹]

کمبودها[ویرایش]

کمبود منگنز می‌تواند تأثیر منفی بر روی فتوسنتز و همچنین آسیمیلاسیون کربن دی‌اکسید فسفری لیزاسیون و احیاء سولفات‌ها و نیترات‌ها گذارد و موجب تجمع نیترات در گیاه می‌شود؛ و همچنین مسمومیت آن باعث تجزیه اکسین شده و ریشه گیاه را تحت تأثیر قرار داده و رشد آن را کم می‌کند و در نتیجه باعث کاهش رشد در قسمت‌های انتهایی و اصلی ریشه و افزایش ساقه‌های فرعی نابجا می‌شود. کلروپلاست‌ها در مقایسه با سایر اندامک‌های سلولی به کمبود منگنز حسیاسیت بیشتری نشان می‌دهند. تولید آن‌ها دچار اختلال می‌شود و در جوان‌ترین برگ‌ها لکه‌های کلروزی بین رگبرگ‌ها به وجود می‌آید.[۹]

نوع و زمان مصرف کودهای محتوی منگنز[ویرایش]

از کودهای مهم منگنز می‌توان سولفات منگنز را نام برد؛ که هم به صورت خاکی و هم به صورت محلول پاشی به کار می‌رود. رایج‌ترین کود

منگنز با ۱۶ یا ۲۶ درصد منگنز است. این کود در خاک‌های آهکی قابل مصرف است. اکسید منگنز با حدود ۷۰ درصد منگنز خالص به دلیل حلالیت

محدود فقط در خاک‌های اسیدی قابل مصرف است؛ و در خاک‌های آهکی ایران کاربردی ندارد. منابع دیگر این کود مثل Mn EDTA با ۱۲ درصد

منگنز نیز در دسترس است که با توجه به قیمت بالای این کلات، مصرف آن در شرایط کمبود، به صورت برگپاشی توصیه می‌شود.[۱۰]

سولفات منگنز[ویرایش]

منگنز نقش کلیدی در تشکیل کلروپلاست و سیستم‌های آنزیمی گیاه داشته و مصرف این کود، باعث فتوسنتز گیاه و افزایش تئلید محصول خواهد شد. منگنز

فعال‌کننده تعداد زیادی آنزیمه در انسان است. آهکی بودن خاک‌ها، PH بالا، ماده آلی کم و مصرف نامتعادل کودها از عواملی هستند که قابلیت استفاده این

عنصر را برای گیاهان محدود کرده و خسارات جبران ناپذیری را بر میزان تولید و کیقیت محصولات وارد می‌کنند. علائم و عوارض ناشی از کمبود این عنصر در اکثر

نقاط ایران و در اغلب محصولات به چشم می‌خورد. استفاده از کودهای شیمیایی حاوی این عنصر به خصوص همراه ماده آلی، گوگرد و باکتری‌های مربوطه،

باعث بهبود شرایط تغذیه ای گیاهان شده و بسیاری از نارسایی‌های تغذیه ای را برطرف می‌سازد.[۱۰]

روش، زمان و مقدار مصرف[ویرایش]

کمبود منگنز در خاک‌های آهکی با pH بالا و خصوصاً با بافت سبک در اکثر نقاط ایران و محصولات گزارش شده‌است. مصرف کودهای حاوی منگنز در این اراضی

به تدریج عوارض ناشی از کمبود را برطرف کرده و میزان کلروفیل، فتوسنتز و عملکرد را فازایش خواهد داد. این کود از طریق جایگزینی عمقی (موضعی، چالکود، نواری)

و محلول پاشی قابل مصرف است. در خاک‌های سبک با آب آبیاری نیز قابل مصرف می‌باشد. ا اما تحت این شرایط بازیافت آن کمتر خواهد بود.[۱۰]

درختان[ویرایش]

در زمستان درقسمت میانی سایه انداز به همراه کود حیوانی و گوگرد به صورت چالکود یا کانالکود به میزان ۲۰۰–۳۰۰ گرم به ازای هر درخت بارور مصرف می‌شود.[۱۰]

نباتات زراعی[ویرایش]

هنگام تهیه بستر بذر همراه با سایر کودهای زمستانه به میزان ۶۰ کیلوگرم در هکتار زیر خاک مصرف می‌شود.[۱۰]

محلول پاشی[ویرایش]

در درختان میوه به نسبت ۳ تا ۴ در هزار و در محصولات زراعی به نسبت ۲تا ۳ در هزار محلول پاشی می‌شود.[۱۰]

منابع[ویرایش]

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. "bizešk". Britanica.
  3. [پزشکی ماده معدنی منگنز] مقدار |نشانی= را بررسی کنید (کمک). از پارامتر ناشناخته |افراط و تفریط در مصرف این ماده بر آلودگی باکتری= صرف‌نظر شد (کمک)
  4. Roth, Jerome; Ponzoni, Silvia; Aschner, Michael. "Chapter 6 Manganese Homeostasis and Transport". In Lucia Banci. Metallomics and the Cell. 12. Springer. ISBN 978-94-007-5560-4.
  5. Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Mangan". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (به German) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 1110–1117. ISBN 3-11-007511-3.
  6. Lide, David R. (2004). Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics (PDF). CRC press. ISBN 0-8493-0485-7.
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ Audi, Georges; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). "The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  8. Schaefer, Jeorg; Faestermann, Thomas; Herzog, Gregory F.; Knie, Klaus; Korschinek, Gunther; Masarik, Jozef; Meier, Astrid; Poutivtsev, Michail; Rugel, Georg; Schlüchter, Christian; Serifiddin, Feride; Winckler, Gisela (2006). "Terrestrial manganese-53 – A new monitor of Earth surface processes". Earth and Planetary Science Letters. 251 (3–4): 334–345. Bibcode:2006E&PSL.251..334S. doi:10.1016/j.epsl.2006.09.016.
  9. ۹٫۰ ۹٫۱ ۹٫۲ ۹٫۳ «تغذیه گیاهان رابط آب، خاک و گییاه» (به ایران). اداره نشر و تصویر چهاد کشاورزی استان یزد. بهار83. تاریخ وارد شده در |تاریخ= را بررسی کنید (کمک)
  10. ۱۰٫۰ ۱۰٫۱ ۱۰٫۲ ۱۰٫۳ ۱۰٫۴ ۱۰٫۵ ملکوتی، محمدجعفر (۱۳۹۴). توصیه بهینه مصرف کود برای ممحصولات کشاورزی در ایران. انتشارات مبلغان. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۲۶۱۴-۹۵-۰.