منغنيز Mn

الاكتشاف

كانت أكاسيد المنغنيز السوداء من الصبغات المستخدمة في رسوم الكهوف في عصور ما قبل التاريخ. وبعد ذلك بزمن طويل أضاف صانعو الزجاج معدن البيرولوسيت (ثاني أكسيد المنغنيز) إلى الزجاج المصهور لإزالة الصبغة المخضرة التي يسببها الحديد، فلُقّب «صابون صانعي الزجاج». وظل البيرولوسيت قرونًا يُخلط بينه وبين المغنتيت ومعادن المغنسيوم.

في عام 1774 أثبت الكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيله أن البيرولوسيت يحتوي على عنصر جديد، وإن لم يستطع عزله. وفي العام نفسه سخّن صديقه يوهان غوتليب غان ثاني أكسيد المنغنيز مع الكربون في بوتقة فحصل على الفلز.

جاءت الخطوة الصناعية الحاسمة في القرن التاسع عشر، حين وجد صانعو الفولاذ أن المنغنيز يزيل الكبريت والأكسجين من الفولاذ المصهور. وفي عام 1882 طوّر عالم الفلزات الإنجليزي روبرت هادفيلد فولاذًا يحتوي على نحو 12 في المئة من المنغنيز يزداد صلادة كلما طُرق، ولا يزال يُستخدم في محوّلات السكك الحديدية وكسّارات الصخور.

أصل التسمية

يرجع الاسم إلى magnesia nigra، أي «المغنيسيا السوداء»، وهو المصطلح اللاتيني للبيرولوسيت، المسمى بدوره نسبة إلى منطقة ماغنيسيا في اليونان. ومع الزمن تبدلت الكلمة عبر صيغ مثل manganesum إلى manganese، ما ساعد على تمييزه من المغنسيوم. والرمز Mn.

أهم الاستخدامات

• الفولاذ: يذهب نحو تسعة أعشار المنغنيز إلى الفولاذ، حيث يزيل الكبريت والأكسجين ويزيد القوة والصلادة.
• سبائك الألومنيوم: يحسّن المنغنيز مقاومة الألومنيوم للتآكل وقوته، بما في ذلك علب المشروبات.
• البطاريات: ثاني أكسيد المنغنيز مادة الكاثود في البطاريات القلوية وبطاريات الزنك والكربون الشائعة، ويدخل المنغنيز في عدة كاثودات لبطاريات أيونات الليثيوم.
• الكيماويات: برمنغنات البوتاسيوم مؤكسد قوي يُستخدم في معالجة المياه والتطهير.

النظائر

للمنغنيز نظير مستقر واحد فقط هو المنغنيز-55. أما المنغنيز-53 المشع فعمر النصف له نحو 3.7 مليون سنة، وتنتجه الأشعة الكونية في النيازك، ويساعد اضمحلاله إلى الكروم-53 على تأريخ أحداث المجموعة الشمسية المبكرة. ويُستخدم المنغنيز-54، وعمر النصف له نحو 312 يومًا، متتبِّعًا وفي المعايرة. ويجري بحث المنغنيز-52 لاستخدامه في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.

في الحياة اليومية

يحتاج جسم الإنسان إلى كميات صغيرة من المنغنيز لإنزيمات تشارك في تكوين العظام والاستقلاب والدفاع المضاد للأكسدة. والمكسرات والحبوب الكاملة والبقوليات والشاي مصادر غنية به، لذا فنقصه نادر.

وقد يسبب الاستنشاق الطويل لغبار المنغنيز أو أبخرته، لدى عمال المناجم واللحّامين مثلًا، التسمم بالمنغنيز، وهو اضطراب في الجهاز العصبي تشبه أعراضه مرض باركنسون، لذا يُحد التعرض له في أماكن العمل.