المناهج

ما هي كرات المنجنيز

كرات المنجنيز هي عبارة عن مجموعة من الكرات تحتوي على معادن نادرة ، لكن المنجنيز يكون كميته أكبر في هذه المجموعة ، ويتحد معه كلا من الكوبلت و النحاس والنيكل بالإضافة إلى نسبة قليلة من المعادن الأخرى والعناصر التي لم تكن معروفة من قبل ، حيث توجد هذه العناصر على أعماق بعيدة من مياه المحيطات تصل إلى ما يقرب من أربعة إلى ستة آلاف متر .

فالذهب لم يعد هو المعدن الأساسي الذي يجذب إليه الأنظار من قبل الناس ، ففي عام 1872 ميلاديا ذهبت السفينة البريطانية المعروفة باسم “تشالنجر” لمدة أربع سنوات لاستكشاف ما في البحار ، واكتشف العلماء خلال هذه الرحلة أنه يوجد أعداد كبيرة من كرات المنجنيز تكون متنوعة الأحجام في قاع المحيط الهادي .

كيفية تكوين كرات المنجنيز

إن كرات المنجنيز تتكون في أعماق البحار والمحيطات وتوجد على بعد من أربعة إلى ستة آلاف متر تقريبا ، وتتكون هذه الكرات من عنصرين هما المنجنيز وأكسيد الحديد موجودين حول جسم مركزي ، وهذا الجسم يكون عبارة عن قطعة صخر ، أو سن سمكة قرش، أو عظمة حوت ، وأحيانا تكون على شكل كرة منجنيز في صورة مفتتة ، ويتماسك المنجنيز مع هذه الأجسام مكونين شكل على هيئة طبقات دائرية ، ويستغرق تشكيل كرة بمثل هذا الحجم إلى عشرة أو خمسة عشر مليون سنة تقريبا ، وكرات المنجنيز في الأعماق توجد بهذا الحجم في بعض الأحيان ، وأما حجمها الطبيعي يكون ما بين واحد وأربعة من السنتيمترات تقريبا .

إن كرات المنجنيز تتشكل بأنواع وأحجام مختلفة ، على حسب كمية المعادن الموجودة والمتوفرة في المحيطات ، كما أن العلماء خلال رحلتهم اكتشفوا أنه يوجد علاقة بين تشكيل كرات المنجنيز مع نشاط العوالق الموجودة على أعلى المحيط في الأسطح ، والعلاقة بينهما تتمثل في أن الفتات والعوالق يشاركوا في تشكل تلك الكرات

وبالرغم من أن المنجنيز عنصر متواجد بكثرة في أماكن عديدة من القشرة الأرضية ، إلا أنه يوجد مع عناصر كيميائية غيره ويكونوا متحدين مع بعضهم البعض ،  وتحتوي المعادن التي يكون بها كميات كبيرة من المنجنيز على مواد مثل البرونيت ، والهوسمنيت والمانغنيت والبسلمولين والبيروليسيت ، حيث أن العلماء عملوا على فصل المنجنيز النقي في عام 1774 ميلادية عن طريق العالم الكيميائي السويدي “جون جوتليب جاهن” .

خواص المنجنيز

يتميز المنجنيز بأنه شديد الصلابة بحيث يستطيع أن يخدش الزجاج ، ولكن يتصف أيضآ بأنه يتقصف سريعا لذلك السبب لم يتم استخدامه كمادة بناء ، والمنجنيز يتجمع مع كثير من العناصر الأخرى مثل عنصر البورون والكربون والفوسفور و السليكون وأخيرا الكبريت ، ويتم انصهار المنجنيز عند درجة حرارة 1244°مئوية ويغلي عند درجة 1962°مئوية .

يوجد المنجنيز في أربع حالات متنوعة، تسمى المتآصلات ، و المتآصلات لها خواص كيميائية وفيزيائية متعددة فهناك منجنيز يسمى منجنيز ألفا ، وهو يتميز بالهشاشة وكثافته حوالي 7,44 جرام وينصهر عند درجة حرارة 20°مئوية ، وهناك منجنيز آخر يسمى منجنيز جاما ، وهو مرن وله كثافة تصل إلى 7,18 جرام لكل سنتيمتر وينصهر عند درجة حرارة 20°م .

المنجنيز يتأكل بطريقة بطيئة في الماء البارد ، ويتاكل بطريقة سريعة جدا في الماء الساخن وبما أن المنجنيز فلز فإنه يفقد درجة اللمعان أثناء تعرضه للهواء ، كما أنه يصدأ إذا تعرض للهواء الرطب ، وإذا وضع المنجنيز في حمض غير عضوي مخفف فإنه يذوب ويكون ملح ويتصاعد أيضا غاز الهيدروجين إلى أعلى ، وأثناء تعرضه لدرجات حرارة مرتفعة فإنه يشتعل عندما يوضع في غاز النيتروجين ، كما أن المنجنيز يتفاعل مع كل من الغازين أول أُكسيد الكربون وثاني أُكسيد الكربون .

أهمية المنجنيز للكائنات الحية

يحتاج كلا من النباتات والحيوانات إلى كميات قليلة من المنجنيز ، وإذا نقص المنجنيز في النباتات فإنه يؤثر على إنتاج مادة الكلوروفيل مما يعمل هذا على اصفرار أوراقها ، وإذا نقص المنجنيز في الإنسان والحيوانات الأخرى يؤدي هذا النقص إلى الخلل في عملية النمو ، ونتيجة لذلك يحدث العديد من التشوهات للعظام ، وأيضا يؤثر على الجهاز العصبي المركزي ، ويتوافر المنجنيز في كثير من المواد الغذائية مثل البنجر و التوت البري الأزرق ودقيق القمح الكامل ونخالة القمح .

أضرار كثرة التعرض للمنجنيز

بالرغم من فوائد المنجنيز العديدة إلا أنه إذا تم تعرض الإنسان للمنجنيز لفترات طويلة من الوقت فإنه يؤثر عليه مسببات بعض الاضطرابات منها :

  • التقليل من الخصوبة ويسبب العقم .
  • وضعف العضلات .
  • وكذلك والصداع .

أضرار نقص المنجنيز

كما أن نقص نسبة المنجنيز في جسم الإنسان تؤثر عليه و تعرضه لأضرار صحية مثل :

  1. السمنة
  2. التجلطات الدموية
  3. اضطرابات الجلد
  4. انخفاض معدل الكوليسترول في الدم
  5. حدوث اضطرابات في الهيكل العظمي
  6. تشوهات الجنين الخلقية
  7. تغير في لون الشعر

أنواع معادن المنجنيز

معدن المنجنيت

هو معدن تركيبه  (Mn O OH)، صلابته 4 وكثافته النوعية 4.3 ، أسود اللون وله خاصية اللمعان الفلزية ، يتحد مع المنجنيت مجموعة أخرى من أكاسيد المنجنيز ولكن نسبة المنجنيز تكون أعلى من المعادن الأخرى .

 معدن البيرولوسيت

البيرولوسيت هو عبارة عن ثاني أكسيد المنجنيز، يحتوى هذا المعدن على القليل من الماء ، ويتبلور في نظام orthorhombic system ، يمكن الاستفادة منه كخام للمنجنيز ، كما أنه يستخدم كمادة مؤكسدة ومزيل للألوان .

معدن البوليانيت

البوليانيت هو عبارة عن ثاني أكسيد المنجنيز ، يتبلور في نظام رباعي الأضلاع ، ويتميز عن البيرولوسيت بأنه صلب ومكوناته لامائية .

معدن اليسيلوملان

اليسيلوملان هو واحد من أكاسيد المنجنيز التى تشتمل على كميات متغيرة من أكاسيد الباريوم والبوتاسيوم  والصوديوم والماء ويعرف بثاني أكسيد المنجنيز الغرواني ، حيث يمكن الاستفادة منه كخام للمنجنيز .

 معدن البيروكرويت

هيدروكسيد المنجنيز، يتبلور معدن البيروكرويت في نظام ثلاثي الأضلاع مشابه جدا لمعدن البروسيت ، والذي هو هيدروكسيد المغنيسيوم .

استعمالات المنجنيز

يستخدم خام المنجنيز في إنتاج الصلب ويدخل في صناعة الحديد ، وصناعات السبائك الحديدية والسبائك السيليكية كما أن للمنجنيز استخدامات عديدة في الصناعة حيث أن ثاني أكسيد المنجنيز يستخدم كعامل مجفف في الأصباغ والورنيش ، ويستخدم المنجنيز كمزيل للألوان في صناعة الزجاج ، وفى البطاريات الجافة ، كما أن المنجنيز يستخدم كمكون من مكونات السماد للزراعة ، وجزء من مكونات الأغذية الحيوانية .

ويعتبرثاني أُكسيد المنجنيز Mno2 مركب من أكثر مركبات المنجنيز المستخدمة في صنع البطاريات الجافة ، وكثير من الأصباغ ويستخدمه الناس في صناعة الدهانات ويستعمل جزء منه في طلاء الأحذية ، وكميات كبيرة من كبريتات المنجنيز Mn SO4 في العمليات الإنتاجية ، كما تكون كبريتات المنجنيز أحد المحتويات الأساسية لبعض الأسمدة الزراعية .

المنجنيز هو معدن معروف في استخداماته المتعددة ، ويوجد في كل منطقة على سطح الأرض ومن المعروف أن معدن المنجنيز إذا أخذ الإنسان نسب عالية منه يتسبب في إصابته بالتسمم ، يتواجد المنجنيز في الأطعمة مثل السبانخ كما ذكرنا ، أما الأطعمة التى تحتوى على نسب تركيزها أعلى من هذا المعدن يوجد في الحبوب والأرز والفاصوليا وفول الصويا والمكسرات بأنواعها وزيت الزيتون والفاصوليا الخضراء.

السابق
ما هو الوهج المستنقعي
التالي
ما هو عداد كولتر