मॅंगनीजची ओळख
मॅंगनीज (Mn), अणुक्रमांक 25 असलेले एक कठीण, ठिसूळ, चंदेरी-राखाडी संक्रमण धातू आहे. हे पृथ्वीच्या कवचातील बारावे सर्वात विपुल मूलद्रव्य आहे आणि निसर्गात सहसा मुक्त मूलद्रव्य म्हणून आढळत नाही, तर सामान्यतः लोह, ऑक्सिजन किंवा सिलिकॉन यांच्या संयोगाने खनिजांमध्ये असते. भारत मॅंगनीज धातूचा एक महत्त्वाचा उत्पादक आहे, ज्याचे मोठे साठे ओडिशा, कर्नाटक आणि मध्य प्रदेश या राज्यांमध्ये आढळतात आणि ते प्रामुख्याने पोलाद उद्योगात वापरले जातात.
मॅंगनीजची रासायनिक अभिक्रियाशीलता
मॅंगनीज अनेक ऑक्सिडीकरण अवस्थांमध्ये संयुगे बनवण्याच्या क्षमतेमुळे विविध रासायनिक अभिक्रियाशीलता दर्शवते, ज्यात सर्वात सामान्य +2, +3, +4, +6 आणि +7 आहेत. ते मध्यम अभिक्रियाशील आहे.
पाण्यासोबतची अभिक्रिया
मॅंगनीज थंड पाण्यासोबत हळूहळू अभिक्रिया करते, ज्यामुळे मॅंगनीज(II) हायड्रॉक्साईड तयार होते आणि हायड्रोजन वायू बाहेर पडतो. गरम पाणी किंवा वाफेसोबत अभिक्रिया अधिक तीव्र होते, ज्यामुळे मॅंगनीज(II,III) ऑक्साईड (Mn3O4) किंवा मॅंगनीज(II) हायड्रॉक्साईड आणि हायड्रोजन वायू तयार होतो. धातूच्या पृष्ठभागावर अनेकदा संरक्षक ऑक्साईड थर तयार होतो, ज्यामुळे पुढील अभिक्रिया मंदावते.
पाण्यासोबतची सामान्य अभिक्रिया अशी दर्शविली जाऊ शकते: Mn(s) + 2H2O(l) → Mn(OH)2(aq) + H2(g) (थंड पाण्यासोबत) 3Mn(s) + 4H2O(g) → Mn3O4(s) + 4H2(g) (वाफेसोबत)
हवेशी अभिक्रिया
दमट हवेत मॅंगनीज धातूचा पृष्ठभाग ऑक्साईड थराच्या निर्मितीमुळे हळूहळू काळवंडतो. हवा किंवा ऑक्सिजनमध्ये गरम केल्यावर, ते तापमान आणि ऑक्सिजनच्या उपलब्धतेनुसार विविध मॅंगनीज ऑक्साईड तयार करण्यासाठी सहजपणे अभिक्रिया करते. उदाहरणार्थ, उच्च तापमानात, ते मॅंगनीज(II,III) ऑक्साईड (Mn3O4) तयार करते.
ऑक्सिजनसोबतची सामान्य अभिक्रिया अशी दर्शविली जाऊ शकते: 3Mn(s) + 2O2(g) → Mn3O4(s) (उच्च तापमानावर)
सुरक्षितता आणि गुणधर्म
विषारीपणा
मूल मॅंगनीज धातू सामान्यतः तीव्रपणे विषारी मानले जात नाही. तथापि, मॅंगनीज धूळ किंवा धुराच्या, विशेषतः त्याच्या संयुगांच्या दीर्घकाळ जास्त संपर्कामुळे मॅंगनिझम नावाचा एक गंभीर न्यूरोलॉजिकल विकार होऊ शकतो. ही स्थिती मध्यवर्ती मज्जासंस्थेवर परिणाम करते, ज्यामुळे पार्किन्सन रोगासारखी लक्षणे दिसतात. मॅंगनीज खाणीतील किंवा मॅंगनीजवर प्रक्रिया करणाऱ्या उद्योगांतील कामगारांसाठी ही चिंतेची बाब आहे. याउलट, मॅंगनीज मानवी आरोग्यासाठी अत्यंत कमी प्रमाणात एक आवश्यक सूक्ष्म मूलद्रव्य आहे, जे एन्झाइम कार्य आणि हाडांच्या विकासात भूमिका बजावते.
किरणोत्सर्ग
नैसर्गिकरित्या आढळणारे मॅंगनीज किरणोत्सर्गी नाही. त्यात जवळजवळ पूर्णपणे एक स्थिर समस्थानिक, मॅंगनीज-55 (Mn-55) असते. मॅंगनीजचे अनेक कृत्रिम किरणोत्सर्गी समस्थानिक संशोधन आणि वैद्यकीय उपयोगांसाठी तयार केले गेले आहेत (उदा. Mn-54, जो ट्रेसर म्हणून वापरला जातो), परंतु ते नैसर्गिकरित्या आढळत नाहीत आणि त्यांचे विशिष्ट अर्धायुष्य असते.
ज्वलनशीलता
मॅंगनीज धातू त्याच्या घन स्वरूपात सामान्य परिस्थितीत ज्वलनशील मानले जात नाही. ते सहज पेट घेत नाही. तथापि, इतर अनेक पावडर धातूंप्रमाणे, बारीक मॅंगनीज पावडर उष्णता किंवा ज्वलन स्रोताच्या संपर्कात आल्यास पायरोफोरिक (हवेत आपोआप पेट घेणारी) किंवा ज्वलनशील असू शकते. या गुणधर्मामुळे औद्योगिक परिसरात मॅंगनीजची पावडर स्वरूपात काळजीपूर्वक हाताळणी करणे आवश्यक आहे.
मॅंगनीजचा समावेश असलेली उल्लेखनीय रासायनिक अभिक्रिया
मॅंगनीजचा समावेश असलेल्या सर्वात प्रसिद्ध आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणाऱ्या रासायनिक अभिक्रियांमध्ये पोटॅशियम परमैंगनेट (KMnO4) ची शक्तिशाली ऑक्सिडीकरण क्रिया आहे, जिथे मॅंगनीज त्याच्या सर्वोच्च ऑक्सिडीकरण अवस्थेत (+7) असते. पोटॅशियम परमैंगनेट एक शक्तिशाली ऑक्सिडीकरण कारक आहे कारण Mn(VII) सहजपणे खालच्या ऑक्सिडीकरण अवस्थांमध्ये कमी होतो, विशेषतः आम्लयुक्त परिस्थितीत Mn(II) मध्ये.
आम्लयुक्त माध्यमात लोह(II) आयनांचे पोटॅशियम परमैंगनेटसह टायट्रेशन हे एक उत्कृष्ट उदाहरण आहे: 2MnO4-(aq) + 5Fe2+(aq) + 16H+(aq) → 2Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 8H2O(l)
या अभिक्रियेत, जांभळा परमैंगनेट आयन (MnO4-) जवळजवळ रंगहीन मॅंगनीज(II) आयन (Mn2+) मध्ये कमी होतो, तर लोह(II) आयन लोह(III) आयनमध्ये ऑक्सिडाईज होतात. हा विशिष्ट रंग बदल पोटॅशियम परमैंगनेटला आयतनमितीय विश्लेषणामध्ये एक उपयुक्त अभिकर्मक बनवतो. पोटॅशियम परमैंगनेटचा उपयोग भारतात पिण्याच्या पाण्यातील लोह आणि हायड्रोजन सल्फाइड काढून टाकण्यासाठी आणि मत्स्यशेतीमध्ये निर्जंतुकीकरण म्हणून विविध कारणांसाठी केला जातो.