מנגן- Manganese

1. מנגן-Manganese 25 Mn 54.938049(9) מגישה: מעיין יפת כיתה: י"4

2. מנגן-תעודת זהות • שם היסוד:מנגן-Manganese • סימול היסוד:Mn • איזוטופים: למנגן איזוטופ טבעי אחד Mnשמהווה כ-100%, ו-4 איזוטופים רדיואקטיביים, בעלי מספרי מסה 51, 52, 54 ו-56 שאחוזיהם אפסיים. • מקור השם:שמו נגזר מעיוות השם מגנזיה, דו-תחמוצת המגנזיום, או Magnes - מגנט. • מבנה האטום על פי בוהר:2,8,13,2. 54.938049(9) 25 55

3. גילוי המנגן • הראשון שהצביע בברור על קיומו של המנגן היה קַרְל שֶלֶה בשנת 1774. באותה שנה בודד המנגן על יד תלמידו ג'וֹהָן גָאן, על ידי הפחתה של דו-התחמוצת (פירולוזיט) עם פחם.

4. המערכה המחזורית • במערכה המחזורית נמצא המנגן בגוש מתכות המעבר. • המנגן היינו הראשון ביסודות הקבוצה VIIBבמערכה המחזורית. • המנגן מצוי במחזור 4.

5. תכונות פיסיקליות • נקודת רתיחה: 2,097 מעלות צלזיוס. • נקודת היתוך: 1,244 מעלות צלזיוס. • צפיפות: 7.21 • צבע: המנגן היינו מתכת אפורה-לבנה. • הולכה: המנגן היינו מוליך כמתכת. • מצב צבירה ב-C25: מוצק

6. תכונות כימיות • מנגן מתחמצן באוויר, מגיב עם מים חמים, ונמס בקלות בחומצות מהולות. • תחמוצות המנגן הנמוכות MnO ו-Mn2O3הן בסיסיות. • MnO2אמפוטרית ומלחיה אינם יציבים. • התחמוצות הגבוהות MnO3 ו-Mn207 הן חומציות.

7. אנרגיית יינון ראשונה:717.4 kJ/mole אנרגיית יינון שנייה:1509 kJ/mole אנרגיית יינון שלישית:3248.3 kJ/mole למנגן שלושה יונים נפוצים:Mn+2, Mn+4 ו-Mn+7. Mn+2היינו מחזר (מרחיק חמצן) טוב. צבע מלחיו היינו ורדרד. Mn+4היינו מחמצן טוב. Mn+7 היינו מהחומרים המחמצנים החזקים ביותר. יונים ואנרגיות יינון

8. קיומו של המנגן וצורות הופעתו בטבע • המנגן היינו יסוד המצוי בטבע בצורה של תחמוצות, אשר החשוב מביניהן היינו המינרל השחור-פירולוזיט-MnO2. • תרכובות מחומצנות: MnO, MnO2, Mn2O3, Mn2O7 ו-Mn3O7. • למנגן 4 צורות אַלוֹטרוֹפִּיוֹת: צורה וצורה הן קשות ושבירות. צורה וצורה הן רכות וחשילות. • המנגן אינו נדיר, הוא תופס את המקום ה-13 ברשימת היסודות לפי תפוצתם.

9. מקום הימצאותו של המנגן • ריכוזו הממוצע של המנגן בקרום כדור הארץ היינו 0.1% • על קרקעית הים מצויה שכבת מנגן טבעית. • בסלעים הבסיסיים ריכוזו של המנגן היינו כ-1,500 גרם לטון ובסלעים החמוצים כ-400-500 גרם לטון. • ריכוזי מנגן מופיעים בנחל תמנע ומוצאם משקיעה של מלחי מנגן באגמים, שהיו קיימים במקום זה בתקופות גיאולוגיות קדומות. • המנגן מופיע כאן בצורת התחמוצת השחורה MnO2, מפוזרת בתוך סלע, ולעיתים בגושים כדוריים בגודל של אגרוף. • באזורנו נמצאו עפרות מנגן באֻם בּוּגְמָה שבחצי-האי סיני.

10. הפקת המנגן • ישנן מספר דרכים להפקת מנגן: • חיזור התחמוצות על ידי פחם בתנור חשמלי. המנגן המתקבל בדרך זו אינו נקי, ומכיל פחם וקַרבִּידים. • בחיזור התחמוצות על ידי חמרן מתקבל מנגן בניקיון של 95.5%-97.9% • חיזור מנגן כלורי על ידי נתרן או מגנזיום-שיטה שלא זכתה לשימוש רב. • מנגן נקי (לפחות 99.9%) מתקבל באלקטרוליזה של תמיסות מנגן גפריתי או מנגן כלורי. האנודה היא נתך עופרת-1% כסף, והקתודה עשויה מפלדת אל-חלד או טיטניום.

11. שימושי המנגן ותרכובותיו • במנגן הטהור משתמשים רק לעיתים רחוקות, אך הוא חשוב מאוד לייצור הפלדה. • רוב המנגן המופק בעולם מיועד להוספה לפלדה בכדי לשפר את תכונותיה. תוספת של כ-1% מנגן מקנה לפלדה עמידות רבה יותר. • תחמוצת המנגן משמשת בייצור סוללות חשמל וכחומר מחמצן בסינתזות אורגניות. • תרכובת נפוצה אחרת היינה פֶּרְמַנְגָּנַט האשלגן, גרגירי מלח בצבע סגול כהה, מסיסים במים. תמיסתם של גרגירים אלו במים היא חומר מחמצן, המשמש כחומר אַנְטִיסֶפְּטִי (מונע או מסלק זיהומים) ולחיטוי מים, ירקות ופירות. • תרכובות המנגן משמשות בתעשיית תאים חשמליים, זכוכית, אמייל, צבעים, צביעת טקסטיל, קראמיקה, דשנים, מזון ותרופות.

12. ביוכימיה • מנגן היינו יסוד החשוב לקיומם של צמחים ובעלי חיים. העדר מנגן במזון גורם בבעלי חיים לשיבושים בהתפתחות, בפעולת בלוטת המין ובגידול העצמות. • המנגן היינו גורם חשוב בהפעלתם של אֶנזימים רבים, ומהווה חלק מן המבנה של חלקם. • בגוף האדם יש כ-12 מ"ג מנגן. • בין היתר, משמש המנגן כמרכיב של ויטמין B ומעניק חוזק לעצמות. • בליעת מלחי מנגן, אפילו בכמויות קטנות, גורמת לאנמיה, מפני שהם מפריעים בניצול הברזל במזון. • הרעלת מנגן הנגרמת על ידי שאיפה של אבק המתכת או בליעת מלחייה מתבטאת בהפרעות של מערכת העצבים המזכירות את מחלת הפרקינסון.

13. מקורות מזון המספקים מנגן • האדם מקבל כ-4 מ"ג של מנגן בכל יום מאוכל. • מזון המספק מנגן: • אגוזים • סובין • דגנים • תה • פטרוזיליה

14. "האנציקלופדיה העברית", כרך 23, עמודים 938-940, הוצאת "ספריית פועלים" 1988. "הבריטניקה החדשה לנוער", כרך 11, עמוד 83, "כתר הוצאה לאור". "כימיה כללית", זכריה נצר, חלק שני, עמודים 443-445, הוצאת "הקיבוץ המאוחד" 1975. "לקסיקון דביר כימיה", עמוד 132, ערך מנגן, הוצאת "דביר" 1991. "הכימיה של היום", כרך "יסודות, מולקולות, תרכובות", עמוד 43, הוצאת "כתר" 1993. "אנציקלופדיית אביב", כרך 11, עמוד 2426, הוצאת "מסדה" 1993. "יבנה הציקלופדיה לנוער", כרך 10,עמוד 25, הוצאת "יבנה" 1997. http://www.chemsoc.org/viselements/pages/manganese.html http://chemlab.pc.maircopa.edu/periodic/Mn.html http://www.chemicool.com/elements/manganese.html http://www.ort.org.il http://pearl1.lanl.gov/periodic/elements/25.html ביבליוגרפיה