ما هو منغنيز؟
منغنيز (رمزه Mn) هو العنصر 25 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 4 والمجموعة 7. أساسي بكميات ضئيلة، وهش بكميات كبيرة، وهو السبب في أن فولاذك لا يتحطم في البرد. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.
القصة
ماهيّة منغنيز وكيف اكتشفناه
المنغنيز هو البطل المجهول في صناعة الفولاذ والمكوّن السري الذي يجعل بطارية هاتفك الذكي تعمل. هذا الفلز الصلب الهش ذو اللون الرمادي الفضي ضروري للغاية للحضارة الحديثة؛ إذ يحتوي كل الفولاذ تقريباً على المنغنيز، ومن دونه ستنهار بنيتنا التحتية حرفياً. وعلى الرغم من كونه ثاني عشر أكثر العناصر وفرةً على الأرض، فإن المنغنيز غالباً ما يمر دون ملاحظة، مع أنه يوجد في كل شيء، من العوارض الفولاذية في ناطحات السحاب إلى بطاريات السيارات الكهربائية. اكتشف الكيميائي السويدي يوهان غوتليب غان المنغنيز عام 1774، وقد اختُلط في البداية بالمغنيسيوم والحديد بسبب تشابه خصائصها. يأتي الاسم من الكلمة اللاتينية "magnes" التي تعني مغناطيس، مع أن المنغنيز النقي ضعيف المغناطيسية فعلياً. وما يجعل هذا العنصر بالغ الأهمية هو قدرته على إزالة شوائب الكبريت والأكسجين من الفولاذ، إذ يعمل كأنه فريق تنظيف جزيئي أثناء عملية صناعة الفولاذ. إليك أمراً مذهلاً: يوجد المنغنيز في حالات أكسدة أكثر من معظم العناصر الأخرى تقريباً، وتتراوح بين -3 و+7. هذا التنوع المذهل يجعله مفيداً في كل شيء، من الزجاج الأرجواني (Mn³⁺) إلى العوامل المؤكسدة القوية مثل برمنغنات البوتاسيوم (Mn⁷⁺)، التي يمكنها تطهير الماء ومعالجة الجروح. يؤدي المنغنيز دوراً حيوياً في علم الأحياء أيضاً. فهو عنصر نزر أساسي لجميع الكائنات الحية، إذ يساعد النباتات على إجراء عملية البناء الضوئي، ويمكّن البشر من معالجة الكربوهيدرات والدهون. وتُعد الإنزيمات المحتوية على المنغنيز ضرورية لتكوين العظام والتئام الجروح والحماية المضادة للأكسدة. ويمكن أن يسبب نقصه تشوهات هيكلية ومشكلات إنجابية. قاع المحيط مغطى حرفياً بتريليونات الأطنان من عُقيدات المنغنيز؛ وهي صخور بحجم حبة البطاطس تحتوي على المنغنيز والحديد والنيكل والنحاس، وقد نمت على مدى ملايين السنين. ويمكن أن تمثل هذه العُقيدات مستقبل التعدين في أعماق البحار، رغم أن آثار ذلك في البيئة لا تزال قيد الدراسة.
اكتشاف منغنيز
اكتشاف سويدي
عزل يوهان غوتليب غان المنغنيز الفلزي عام 1774 من خلال الاختزال الكربوني لثاني أكسيد المنغنيز، مع أن كارل فيلهلم شيله وآخرين كانوا قد تعرّفوا إلى العنصر في وقت سابق. وقد أرسى نهج غان المنهجي مكانة المنغنيز بوصفه عنصراً مستقلاً، لا شكلاً من الحديد أو من الفلزات المعروفة الأخرى.
التطور الصناعي
بدأ الإنتاج التجاري للمنغنيز من خلال صهر المنغنيز الحديدي في أربعينيات القرن التاسع عشر، مما أحدث ثورة في إنتاج الفولاذ. وأتاح تطوير أفران القوس الكهربائي في أوائل القرن العشرين إنتاج سبائك المنغنيز بكفاءة، داعماً التوسع السريع لصناعة الفولاذ أثناء التصنيع.