MANGANEZ a. (fr. manganöse; ital. manganese'den). Demirle yakın benzerlikler gösteren, daha çok alaşım halinde kullanılan, geçiş metalleri grubundan metal. (Simgesi Mn olan kimyasal element.) [Bk. ansikl. böl.] (Eşanl. MANGAN.)
—Anorg. kim. Manganez II, ikideğerli manganezin oksidi ve tuzları için kullanılır. || Manganez III, üçdeğerli manganezin oksidi ile tuzlarına denir.
—Toksikol. Manganez zehirlenmesi, manganez işçilerinde görülen zehirlenme. (Bk. ansikl. böl.)
—ANSİKL. Scheele'nin 1774’te siyah mag- nezyada (proluzit; manganez [mangan] dioksit) varlığını saptadığı manganezi, ilk kez J. G. Gahn aynı mineralden karbonla indirgeyerek elde etti. Manganez, beyaz -gri renkte, parlak bir katıdır. Sıcakta, ametallerin çoğuyla bileşir; demirden daha kolay yükseltgenir, bu özelliğinden dolayı demir metalürjisinde çeşitli katışkı maddelerini uzaklaştırmada kullanılır 100 °C’ta suyu ayrıştırır, asitlerde çözünür.
Manganez, ayırtedici kimyasal özelliklerini taşıdığı geçiş metalleri grubunda yer alır; bu nedenle birçok yükseltgenme derecesi gösterir ve hidratlı iyonlar oluşturur. Oldukça tepkin olan manganez, daha çok demire benzer. 1 ve 7 arasındaki tüm değerlikleri gösterir. 2 ve 3 değerlikli oksitleri bazik, 4, 6 ve 7 değerlikli oksitleri, asit anhidritleri niteliği taşır.
•
Manganez bileşikleri. Manganezin pek çok oksidi vardır. MnCI2 ya da MnS04 gibi manganez II tuzları’ na (manganez bu bileşiklerde ikideğerlidir) denk düşen protoksit ya da başka bir deyişle manganez II oksit, 1 650 °C'ta eriyen, bazik özellikte, yeşil bir katıdır. Kararlı olan bu tuzların sulu çözeltileri pembedir.
Mangan III oksit (Mn203) doğada bulunur (braunit, manganit), zayıfça baziktir. Buna denk düşen manganez III tuzlan (bu bileşiklerde manganez üçdeğerlidir) yeşil renkli ve az kararlıdır; suyla şiddetli bir şekilde ayrışırlar.
Manganez II, III oksit (karmaşık oksit, Mn304), toprakta bulunur ve manyetik demir okside benzer (hausmannit).
Manganez dioksit (MnOj), manganezin en önemli cevheridir (piroluzit). Ortorom- bik sistemde koyu gri prizmalar biçiminde kristallenir. Kızıl dereceye dek ısıtıldığında oksijen ve Mn304 verir. Sülfürik asitle, kuvvetli yükseltgen bir karışım, hidroklorik asitle klor meydana getirir. Bazlara karşı asit rolü oynayarak kristalleşmiş tuzlar olan manganit'\er\ verir. Yükseltgen özelliklerinden dolayı Leclanchö pillerinde kutuplanma giderici, cam sanayisinde "camcı sabunu" adıyla karbonlu maddeler yüzünden kararmış olan camları beyazlatmada kullanılır.
Manganezin tuzları olan manganatların bilinmesine karşın, bu tuzlara denk düşen oksidi bilinmemektedir. Kristalleşmiş katilar olan manganatlar, sülfat ve kromatlarla eşyapılıdır. Manganez dioksidin potasyum hidroksit eşliğinde yükseltgenmesi sonunda elde edilen potasyum manganat (K2Mn04), yeşil renkli bir katıdır. Asitlerin etkimesi sonunda tersinir olarak manganez II tuzu ve permanganata dönüşür, çözeltisinin rengi de yeşilden mora döner.
Manganez VII oksit (Manganez heptaoksit, Mn207), ısıtıldığında patlayan kahverengi-yeşil bir sıvıdır. Buna denk düşen asidi (HMn04), yalnız çözelti halinde bilinir; ama potasyum permanganat (KMn04) koyu mor renkli, kristalleşmiş bir katıdır. Perkloratla eşyapılı olan bu bileşik, suyla mor renkli güzel bir çözelti verir. Sülfürik asitli çözeltisi, organik ya da indirgen maddelerle temas ettiğinde oksijenini kolayca vererek manganez II sülfata dönüşür; renk kaybıyla birlikte gerçekleşen bu dönüşüm yardımıyla, pek çok maddenin niceliği belirlenebilir. Permanganat ayrıca etkili bir dezenfektandır.
• Cevherleri. Manganeze, pek çok cevherde, özellikle oksitli cevherlerde rastlanır: piroluzit, manganez dioksit (Mn02); braunit, susuz manganez oksit (Mn203); manganit, hidratlı manganez III oksit (MnOOH); hausmannit (Mn304).
• Üretimi. Manganez arı olarak şu yöntemlerle elde edilir:
1. alüminotermi yöntemiyle indirgeme: bu teknikte oksit, alüminle korunan bir pota içinde toz alüminyumla karıştırılarak indirgenir (Goldschmidt yöntemi); böylece karbon içermeyen arı bir manganez elde edilir;
2. elektroliz yöntemi: manganez klorür ya da sülfat, çözünmeyen kurşun ya da grafit bir anot ve yükseltgenmeyen çelik bir katot kullanılarak elektroliz edilir; işlem sonunda % 99,8 arılıkta bir metal elde edilir;
3. vakum altında damıtma: alüminotermi yöntemiyle hazırlanan manganez, vakum altında damıtıldığında % 99,98 arılıkta bir metal kazanılır.
Manganez, en çok çeliğin mekanik özelliklerini geliştirmede kullanılır. Hemen hemen tüm çelik türleri belli oranlarda manganez içerir. Manganez, kükürtle MnS biçiminde bileşir; manganez bulunmadığı zaman kükürt, demirle FeS biçiminde bileşir ve bu da çeliğin sıcakta kırılgan olmasına yol açar. Manganez sülfür (MnS), haddeleme ve dövmeyle çeliğin özelliklerini geliştiren zararsız kalıntılar oluşturur. Çeliğin içinde dağılan bu kalıntılar, metal eritildiğinde oksit giderici olarak davranır ve katılaşmayı izleyen sıcak işlem sırasında metalin direncini, sertliğini yükselterek davranışını geliştirir.
Piroluzit ile demir oksit karışımı, yüksek fırında kokla indirgenerek tonlarca demir-manganez alaşımları hazırlanabilir. Nitekim % 30-80 oranında manganez ve °/o 7-8 oranında karbon içeren ferromanganez alaşımları ile % 5 karbon ve % 25'ten düşük oranlarda manganez içeren spie- gel alaşımları bu yolla elde edilir.
• Kullanım alanları. Manganezin metal olarak herhangi bir kullanımı yoktur. Özellikle demirli ve bakırlı alaşımların üretiminde, ferromanganez ya da spiegel alaşımları halinde yüksek fırında dökme demirin kükürdünü gidermede, ayrıca dökme demirin konverter ya da elektrik fırınında çeliğe dönüştürülmesi sırasında çelikten kükürdü uzaklaştırmada kullanılır. Böylece manganez, olağan ya da hafif alaşımlı çeliklerin bileşimine °/o 0,60 oranında girer.
Manganezli çelikler, türlerine göre % 1 -1,5 oranında manganez ile % 0,20-0,40 oranında karbon içerir. Daha yüksek oranda karbon içeren (% 0,8-1) krom ve tungsten katılmış manganezli çelikler, "suvermeyle biçim değiştirmeyen” çelikler olarak nitelenir ve bu malzemelerden takımların, işlem sırasında biçim değişikliğine uğramaması gereken parçaların yapımında geniş ölçüde yararlanılır.
Manganez ve silisyumlu çelikler, yüksek esneklik sınırları nedeniyle yaprak yayların, çeşitli millerin yapımında kullanılır. Ayrıca manganez-silisyum-krom.çelikleri ile manganez-krom çelikleri de bilinmektedir.
Hadfield çeliği'nde, manganez oranı, % 13-14'e kadar çıkar; ani soğutma işlemi sonunda darbeye ve özellikle aşınmaya karşı yüksek dayanım özellikleri kazanır. işlenmesi zor olduğundan kalıplanarak makas ağızlarının, öğütücü parçaların ya da kırıcı çenelerin, zırh plakaları vb.'nin yapımında kullanılır.
Manganezli paslanmaz çelikler, nikel kıtlığı yüzünden ikinci Dünya savaşı sırasında üretilmiş ve sac olarak kullanılmıştır (% 8-15 krom, °/o 10-15 manganez). Günümüzde buhar kazanları ile yüksek basınç altında çalışan aygıtların yapımında kullanılan austenitli paslanmaz bir tür çelik, »/o 6,5-8,5 oranında manganez içerir.
Bakır-mangan alaşımları. Bu alaşımlar arasında en çok kullanılanı, % 80-85 bakır, % 15-20 manganez, % 2-5 nikel içeren manganindir; geniş bir sıcaklık alanında değişmeyen elektrik iletkenliğinin düşük olması nedeniyle duyarlı elektrik dirençleri ile ısıtıcı rezistansların yapımında kullanılır. Manganez ayrıca, deniz suyu korozyonuna karşı yüksek bir direnç göstermesiyle tanınan bakır-alüminyum, ba- kır-nikel alaşımlarının pek çoğunun bileşimine girer.
Manganez, özellikle alüminyum metalürjisinde kullanılır. Alüminyuma manganezle birleşmiş ya da birleşmemiş olarak % 1-1,5 oranında magnezyum katıldığında, bir alüminyum alaşımları ailesi elde edilir; bu alaşım ailesi, alaşımsız alüminyuma göre ayırtedici üstün mekanik özellikler taşır; ayrıca biçimlendirilmeleri kolaydır, kaynak yapılabilir ve korozyona karşı yüksek bir direnç gösterirler. Alüminyum -magnezyum alaşımlarına % 1'den az oranda manganez katıldığında, bu alaşımların kaynaklanabilme özelliği, ısıya karşı dayanımı ve korozyona karşı direnci büyük oranda artar. Aynı şekilde alüminyum-silisyum-magnezyum alaşımlarının tokluğunu artırmak için de gene manganezden yararlanılır.
• Dünya üretimi. Dünya manganez üretimi, 1990'lı yıllara doğru 25 milyon tona yükseldi. Bunun yaklaşık % 55’ini Ukrayna (Nikopol), Gürcistan (Çiyatura) ve Rusya (Urallar, Sibirya, Uzak Doğu) üretir (toplam 9,7 Mt). Bu üç ülkeyi Güney Afrika (3,7 Mt), Gabon ve Brezilya (2,5 Mt), Avustralya ve Çin (1,6 Mt) ile Hindistan (1,2 Mt) izlet.
• Türkiye'de, XX. yüzyılın başından beri manganez üretilmekte ve dışsatımı yapılmaktadır. Çoğu küçük rezervli ve ülkenin çeşitli bölgelerine dağılmış olan yatakların başlıcaları: Tefenni-Taşpınar, Kemali- ye-Dilli, Çatalca-Silivri, Sıvas-Hafik, Ceyhan-Dokuztekne, Tosya-Sekiler, Balıke- sir-Mezitler, Muğla-Köyceğiz, Denizli- Tavas, Yozgat-Afyonkarahisar ve Trabzon'da bulunur. Çıkarılan ham cevherin tenörü % 35-45 arasındadır. Bu oran bazı bölgelerde % 50'ye yükselir. Türkiye'de manganez üretimi genel olarak artmakla birlikte, yıllara göre dalgalanmalar göstermektedir: 1945'te 5 095 ton olan tuvönan manganez üretimi, 1950'de 23 178 tona, 1960'ta 42 930 tona yükselmiş, 1970’te 14 394 tona düşmüş, 1980'de tekrar 41 634 tona çıkmış, 1986'daysa yalnızca 7 770 ton olarak gerçekleşmiştir. 1986 yılından sonra, gizlilik gerekçesiyle istatistik yayımlanmamıştır. Türkiye manganez üretiminin büyük bölümünü ihraç eder.
—Eczc. Manganezin tuzları (karbonat, klorür, laktat, oksit ya da sülfat) koloidal halde eskiden enfeksiyonlara karşı ve hücre metabolizmasını hızlandırıcı olarak kullanılır, kansızlık ve asteni tedavisinde verilirdi. Kalsiyum ya da potasyum permanganat, organik maddelere karşı güçlü bir yükseltgendir. Yara antiseptiği ve dezenfektanı olarak ve suların arıtılmasında kullanılır.
—Pedol. ve Tarım. Manganez kayaçlarda pek az bulunan ve bitkilerce sürekli çevrime sokulan, böylece biyolojik etkinliği yüksek topraklardaki humus yapıcı bazı horizonlarda biriktirilebilen kimyasal bir elementtir Verimi artırıcı rol oynadığından tarım bitkileri için oligoelement sayılır. Toprakta aşırı kalsiyum bulunması (kireçli topraklar, aşırı kireçleme) duyarlı bitkilerde (şekerpancarı, tahıllar) manganez eksikliğine yol açar. Toprağın ılımlı kireçlenmesi ve kireçli topraksa manganez sülfat katılması eksikliği önlemeye ve gidermeye yarar.
—Toksikol. Süreğen manganez zehirlenmesi, manganez bioksit ya da protoksitle çalışan işçilerde görülür. En başta karaciğer ve özellikle sinir sistemi zarar görür (hipertoni, sertlik, dik yürüyüş, “horoz adımı", Parkinson hastalığını andıran titremeler). Potasyum permanganatla akut zehirlenme sindirim sistemini, böbrekleri ve kalbi etkiler.
Kaynak: Büyük Larousse
Elementler - Mangan (Manganez)
