سولفات منگنز چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سولفات منگنز چیست و چه کاربردهایی دارد؟
سولفات منگنز یک نمک معدنی با فرمول شیمیایی MnSO4 است که اغلب به صورت هپتاهیدرات وجود دارد. سولفات منگنز ماده ای جامد به رنگ صورتی کمرنگ است که پیش ساز فلز منگنز و بسیاری از ترکیبات شیمیایی دیگر است.

منگنز یک عنصر شیمیایی از گروه هفتم جدول تناوبی می باشد که فلزی نقره ای یا سفید رنگ سخت و شکننده می باشد. این ماده در سال 1774 توسط کارل ویلهلم شیل شیمی دان سوئدی هنگام کار با ماده معدنی پیرولوزیت به عنوان یک عنصر شناخته شد و در همان سال توسط همکار وی، یوهان گوتلیب گان جدا شد.

اگرچه به ندرت به شکل خالص استفاده می شود، اما منگنز برای ساخت فولاد ضروری است.منگنز کاربردهای زیادی در تولید آلیاژ غیر آهنی به ویژه آلومینیوم، منیزیم، مس و روی دارد. این عنصر در تولید فولاد برای بهبود سختی، سفتی و مقاومت استفاده می شود و برای تولید فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، چدن و سوپر آلیاژ استفاده می شود.

MnSO4 معمولا با استفاده از سنگ معدن منگنز تولید می شود. در آزمایشگاه سولفات منگنز از واکنش دی اکسید منگنز با دی اکسید گوگرد ساخته می شود.

قیمت خرید و فروش سولفات منگنز:
انواع سولفات منگنز قیمت متفاوتی دارد مثلا قیمت سولفات منگنز ایرانی با سولفات منگنز چینی متفاوت است. درصد خلوص سولفات منگنز نیز بر قیمت آن تأثیر گذار است.

این نمک معدنی از نظر تجاری نمک منگنز (II) است. تقریباً 260، 000 تن سولفات منگنز (II) در سراسر جهان در سال 2005 تولید شد. این ترکیب پیش ماده فلز منگنز و بسیاری دیگر از ترکیبات شیمیایی است. خاک دچار کمبود منگنز با این نمک اصلاح می شود.

MnSO4 در قالب پودر بسیار محلول (حداقل 99.5٪) حاوی حداقل 31.5٪ منگنز و 18.5٪ گوگرد است. این ترکیب به سرعت در آب حل می شود اما دمای بالاتر از 24 درجه سانتی گراد میزان حلالیت سولفات منگنز را کمتر می کند.

ساختار سولفات منگنز:
ساختار سولفات منگنز مونوهیدرات (MnSO4 · H2O) توسط کریستالوگرافی اشعه X تعیین شده است. مانند بسیاری از سولفات های فلزی، سولفات منگنز انواع هیدرات ها را تشکیل می دهد: مونوهیدرات، تتراهیدرات، پنتاهیدرات و هپتاهیدرات. همه این نمک ها در آب حل می شوند و محلولهای کم رنگ صورتی 2+ [Mn (H2O) 6] ایجاد می کنند.

روش تولید سولفات منگنز:
به طور معمول، سنگ معدن منگنز با تبدیل به MnSO4 خالص می شود. تصفیه محلول های آبی سولفات با کربنات سدیم منجر به رسوب کربنات منگنز می شود که می توان با کلسینه کردن اکسیدهای MnOx را به دست آورد. در آزمایشگاه می توان سولفات منگنز را با تیمار دی اکسید منگنز با دی اکسید گوگرد تهیه کرد:

• MnO2 + SO2 + H2O → MnSO4 (H2O)

همچنین می توان با مخلوط پرمنگنات پتاسیم با بی سولفات سدیم و پراکسید هیدروژن این ماده را تهیه کرد. MnSO4 یک محصول جانبی از اکسیداسیون های مختلف قابل توجه صنعتی است که از دی اکسید منگنز استفاده می کنند از جمله تولید هیدروکینون و آنیزالدهید.

الکترولیز MnSO4 باعث تولید دی اکسید منگنز می شود که برای دی اکسید منگنز الکترولیتی EMD نامیده می شود. متناوباً با اکسیداسیون این ترکیب با پرمنگنات پتاسیم، به اصطلاح شیمیایی دی اکسید منگنز (CMD) تولید می شود. این مواد، به ویژه EMD، در باتری های سلول خشک استفاده می شود.

کاربردهای سولفات منگنز چیست ؟
این ترکیب می تواند به عنوان یک مکمل غذایی و ریزمغذی مورد استفاده قرار گیرد. MnSO4 همچنین جهت تصفیه آب آشامیدنی استفاده گسترده ای دارد. منگنز در تجزیه اسیدهای آمینه و تولید انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است.

این عنصر آنزیم های مختلفی را برای هضم مناسب و استفاده از مواد غذایی فعال می کند. منگنز همچنین به تغذیه اعصاب و مغز کمک می کند و برای رشد طبیعی اسکلت بدن لازم است.

این ترکیب در لعاب ها، لاک ها، سرامیک ها، رنگرزی، کودها، قارچ کش ها و شناورسازی سنگ معدن استفاده می شود و در تولید داروها نیز مورد کاربرد دارد. سولفات منگنز یک ماده مجاز برای تامین منگنز مورد نیاز حیوانات، گیاهان و انسان است و کاربرد اصلی این ماده به عنوان کود و افزودنی غذایی است.

محلول MnSO4 یک محلول استریل و غیرپیروژنیک است که برای استفاده به عنوان افزودنی برای محلول های تغذیه کامل پارانتراال (TPN) استفاده می شود. هر میلی لیتر حاوی 308/0 میلی گرم سولفات منگنز منوهیدرات.

این محلول، منگنز پایه 0.1 میلی گرم در میلی لیتر را تحویل می دهد و یک ویال بدون دوز نگهدارنده یک دوز است که باید قسمت استفاده نشده را دور بریزید.

منگنز فعال کننده آنزیم هایی مانند پلی ساکارید پلی مراز، آرژیناز کبد، کولین استراز و کربوکسیلاز پیروات است. تأمین منگنز در طی TPN از بروز علائم کمبود آن از جمله حالت تهوع و استفراغ، کاهش وزن، درماتیت و تغییر در رشد و رنگ مو جلوگیری می کند.

کاربرد سولفات منگنز در کشاورزی:
منگنز یک ریز مغذی است که معمولاً در خاک هایی با سطح PH بالاتر از 5.5 کمتر یافت می شود. وقتی گیاهان شما فاقد این ماده معدنی باشند، علائمی قابل مشاهده دارند. به عنوان مثال در لوبیا و بسیاری از محصولات غیر دانه ای در بین رگبرگهای برگ مناطق زرد یا سفید ایجاد می کند.

برای رفع این مشکل می توانید MnSO4 را که یکی از متداول ترین منابع کودی منگنز است، استفاده کنید. شما می توانید کود منگنز را از طریق استفاده در خاک یا محلول پاشی انتخاب کرد.

منگنز نقش اساسی در فتوسنتز دارد و در صورت وجود مقدار کافی، می تواند تحمل استرس را در گیاهان افزایش دهد. این ماده فعال کننده بیش از 35 آنزیم مختلف است و بیوسنتز لیگنین را افزایش می دهد که می تواند حملات ناشی از عوامل بیماری زای خاک را کاهش دهد. بنابراین، کاربرد کود منگنز می تواند در بهبود مقاومت در برابر بیماری موثر باشد و به فعال سازی فرآیندهای مهم آنزیمی برای یک گیاه با عملکرد بالاتر کمک کند.

روش استفاده از کود سولفات منگنز:
این کود باید به صورت محلول پاشی با گلیفوسیت و یا به صورت مخلوط سایر علف کش ها استفاده شود. اگر کمبود منگنز در تجزیه و تحلیل خاک یا بافت آن نشان داده شود، این کود می تواند به عنوان بخشی از محلول مغذی به صورت محلول پاشی منظم یا به تنهایی استفاده شود.

سولفات منگنز یک منبع منگنز محلول در آب و یک اسید سازگار با سولفات ها است. ترکیبات سولفات، نمک ها یا استرهای اسید سولفوریک هستند که با جایگزینی یک یا هر دو هیدروژن با یک فلز تشکیل می شوند. اکثر ترکیبات سولفات فلز برای استفاده هایی مانند تصفیه آب به راحتی در آب حل می شوند.

فرمهای آلی فلزی در محلولهای آلی و گاهی در محلولهای غیر آلی محلول هستند. یونهای فلزی همچنین می توانند با استفاده از نانو ذرات معلق پراکنده شوند و با استفاده از اهداف پراکندگی و مواد تبخیری برای استفاده در سلول های خورشیدی و سلول های سوختی مورد استفاده قرار گیرند.

خطرات زیست محیطی سولفات منگنز:
این ماده بیشتر از طریق صنایع به طور آزادانه وارد محیط زیست می شود. این ماده در محیط هوازی وارد مجموعه ای از واکنش های پیچیده می شود که در نهایت منگنز ایجاد می کنند ولی از نظر بیولوژیکی در دسترس نیست زیرا به دی اکسید منگنز نامحلول تبدیل می شود.

خاک، رسوبات و سنگ ها منابع طبیعی مهم منگنز در محیط زیست هستند. در سطح جهانی، حدود دو سوم انتشار منگنز (اشکال دیگری به جزء سولفات منگنز) به اتمسفر از طریق منابع طبیعی این ماده صورت می گیرد.

منابع انسانی انتشار منگنز شامل تخلیه فاضلاب شهری، لجن فاضلاب، معدن و فرآوری مواد معدنی (به ویژه نیکل)، تولید گازهای گلخانه ای از تولید فولاد و آهن، احتراق سوخت های فسیلی و تا حدی انتشار گازهای گلخانه ای از وسایل نقلیه (از افزودنی سوخت) است. در این بین استفاده از سولفات منگنز به عنوان کود و خوراک دام مهم ترین راه انتشار این ماده در محیط زیست است.

خطرات و عوارض سولفات منگنز:
این ترکیب به عنوان یک ماده شیمیایی فعال و همچنین ضد عفونی کننده کاربرد دارد ولی اکنون در اتحادیه اروپا آن را در دسته مواد آسیب زا طبقه بندی می کنند زیرا قرار گرفتن در معرض این ماده برای طولانی مدت یا به صورت مکرر می تواند برای آبزیان سمی باشد.

اگرچه هنوز به طور کامل ثابت نشده است اما قرارگرفتن طولانی مدت انسان ها در معرض این ماده که معمولا در صنایع اتفاق می افتد باعث آسیب چشم ها خواهد شد. در هرحال چون اشکال مختلفی از سولفات منگنز در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد نمی توان به طور قطعی آسیب زایی این ماده را با توجه به غلظت های مختلف آن مشخص کرد.

بیشترین مواجهه با این مواد از طریق استنشاق در محیط های کاری اتفاق می افتد. علاوه بر کارگران کشاورزان نیز بیش از سایر افراد در معرض این ماده شیمیایی قرار می گیرند.