ما هي كرات المنجنيز

تتكون كرات المنجنيز من مجموعة كرات تحتوي على معادن نادرة، ويكون المنجنيز هو الأكثر وفرة في هذه المجموعة، ويتحد مع الكوبلت والنحاس والنيكل بالإضافة إلى نسبة قليلة من المعادن الأخرى والعناصر غير المعروفة سابقا. توجد هذه العناصر على أعماق بعيدة من مياه المحيطات تصل إلى ما يقرب من 4000 إلى 6000 متر .

لم يعد الذهب هو المعدن الأساسي الذي يجذب الناس ، إذ اكتشف العلماء في عام 1872 خلال رحلة “تشالنجر” التي استمرت أربع سنوات لاستكشاف محيط المحيط الهادئ أنه يوجد أعداد كبيرة من كرات المنجنيز متنوعة الأحجام في قاع البحر .

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

على الرغم من وجود المنجنيز بكثرة في العديد من أجزاء القشرة الأرضية، إلا أنه يتواجد بالاشتراك مع عناصر كيميائية أخرى، ويتفاعل معها. المعادن التي تحتوي على كميات كبيرة من المنجنيز تشمل البرونيت والهوسمنيت والمانغنيت والبسلمولين والبيروليسيت. تم تحقيق فصل المنجنيز النقي في عام 1774 بواسطة الكيميائي السويدي “جون جوتليب جاهن .

خواص المنجنيز

يتميز المنجنيز بصلابته العالية حتى يستطيع خدش الزجاج، ولكنه يتصدع بسرعة، ولذلك لم يتم استخدامه كمادة للبناء، ويتفاعل المنجنيز مع العناصر الأخرى مثل البورون والكربون والفوسفور والسيليكون وأخيرا الكبريت، ويتم ذوبان المنجنيز عند درجة حرارة 1244 درجة مئوية ويغلي عند درجة حرارة 1962 درجة مئوية .

يوجد المنجنيز في أربعة حالات متنوعة تسمى المتآصلات، وللمتآصلات خواص كيميائية وفيزيائية متعددة، فهناك منجنيز يسمى منجنيز ألفا، ويتميز بالهشاشة وكثافته حوالي 7.44 جرام وينصهر عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، وهناك منجنيز آخر يسمى منجنيز جاما، وهو مرن وله كثافة تصل إلى 7.18 جرام لكل سنتيمتر وينصهر عند درجة حرارة 20 درجة مئوية .

المنجنيز يتآكل ببطء في الماء البارد، ويتآكل بسرعة جدا في الماء الساخن، وبما أن المنجنيز فلز، فإنه يفقد لمعانه عند تعرضه للهواء، كما يصدأ إذا تعرض للهواء الرطب، وإذا تم وضع المنجنيز في حمض غير عضوي مخفف، فإنه يذوب ويتحول إلى ملح، ويتصاعد أيضا غاز الهيدروجين، وعند تعرضه لدرجات حرارة عالية، يشتعل عند وضعه في غاز النيتروجين، وكذلك يتفاعل المنجنيز مع كل من غاز أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون .

أهمية المنجنيز للكائنات الحية

كل من النباتات والحيوانات بحاجة إلى كميات قليلة من المنجنيز. عند نقص المنجنيز في النباتات، يؤثر ذلك على إنتاج الكلوروفيل ويسبب اصفرار الأوراق. وإذا نقص المنجنيز في الإنسان والحيوانات الأخرى، يؤدي ذلك إلى خلل في عملية النمو ويسبب تشوهات في العظام، بالإضافة إلى تأثيره على الجهاز العصبي المركزي. يتواجد المنجنيز في العديد من المواد الغذائية مثل البنجر والتوت البري الأزرق ودقيق القمح الكامل ونخالة القمح .

أضرار كثرة التعرض للمنجنيز

على الرغم من فوائده المتعددة، فإن التعرض للمنجنيز لفترات طويلة يؤدي إلى تأثيره على الجسم وظهور بعض الاضطرابات

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

أضرار نقص المنجنيز

قلة نسبة المنجنيز في جسم الإنسان تؤثر عليه وتعرضه 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

يتكون هذا المعدن من (Mn O OH)، ويتميز بصلابة 4 وكثافة نوعية 4.3، وهو أسود اللون وله خاصية اللمعان الفلزية، ويتفاعل مع المنجنيت ومجموعة أخرى من أكاسيد المنجنيز، ولكن تكون نسبة المنجنيز أعلى من المعادن الأخرى .

 معدن البيرولوسيت

البيرولوسيت هوثاني أكسيد المنجنيز، ويحتوي هذا المعدن على كمية قليلة من الماء، ويتبلور في نظام orthorhombic system، ويمكن استخدامه كخام للمنجنيز، كما يستخدم كمادة مؤكسدة ومزيل للألوان .

معدن البوليانيت

يتكون البوليانيت من ثاني أكسيد المنجنيز، وهو يتشكل في بنية رباعية الأضلاع، ويختلف عن البيرولوسيت بكونه صلباً ولا يحتوي على ماء .

معدن اليسيلوملان

اليلسيلوملان هو مركب من أكاسيد المنجنيز يحتوي على كميات متغيرة من أكاسيد الباريوم والبوتاسيوم والصوديوم والماء ويعرف باسم ثاني أكسيد المنجنيز الأسود، ويمكن استخدامه كخامة للمنجنيز .

 معدن البيروكرويت

يتبلور معدن البيروكرويت، الذي يحتوي على هيدروكسيد المنجنيز، في نظام ثلاثي الأضلاع، ويشبه معدن البروسيت الذي يحتوي على هيدروكسيد المغنيسيوم .

استعمالات المنجنيز

يستخدم خام المنجنيز في إنتاج الصلب ويضاف في صناعة الحديد والسبائك الحديدية والسبائك السيليكية. للمنجنيز استخدامات عديدة في الصناعة، حيث يستخدم ثاني أكسيد المنجنيز كعامل مجفف في الأصباغ والورنيش، ويستخدم المنجنيز كمزيل للألوان في صناعة الزجاج والبطاريات الجافة. كما يستخدم المنجنيز كمكون في الأسمدة الزراعية وجزء من مكونات الأغذية الحيوانية .

ثاني أكسيد المنجنيز MnO2 هو مركب من أكثر مركبات المنجنيز استخداما في صناعة البطاريات الجافة، وكثيرا ما يستخدم في صناعة الأصباغ، ويستخدم الناس جزءا منه في طلاء الأحذية، وتستخدم كميات كبيرة من كبريتات المنجنيز MnSO4 في العمليات الإنتاجية، كما تعتبر كبريتات المنجنيز أحد المكونات الأساسية لبعض الأسمدة الزراعية .

المنجنيز هو معدن معروف باستخداماته المتعددة ويتواجد في جميع مناطق الأرض. يعرف أن تناول الإنسان نسب عالية من المنجنيز يسبب التسمم. يتواجد المنجنيز في الأطعمة مثل السبانخ كما ذكر سابقا. أما الأطعمة التي تحتوي على تراكيز أعلى من هذا المعدن، فيتواجد في الحبوب والأرز والفاصوليا وفول الصويا والمكسرات بأنواعها وزيت الزيتون والفاصوليا الخضراء.