یکی از مواد شیمیایی‌ای که در زندگی روزمره کابردهای بسیار زیادی دارد، سولفات منگنز است. سولفات منگنز را با ترکیب MnSO4-H2O می‌شناسند. این ماده مزه‌ای شیرین دارد و معمولا به صورت پودر صورتی رنگ به فروش می‌رسد. در سال 2005 تقریبا 260000 تن سولفات منگنز در سرتاسر دنیا تولید شد. سولفات منگنز پیش‌ساز فلز منگنز و بسیاری از ترکیبات شیمیایی دیگر است. برای اینکه بیشتر بدانیم که سولفات منگنز چیست و چه کاربردی دارد، ادامه مقاله را مطالعه کنید. در این مقاله درمورد کاربرد سولفات منگنز و نحوه تولید آن توضیح داده شده است.
فهرست مطلب
ساختار سولفات منگنز
سولفات منگنز (Manganese(II) sulfate) با فرمول MnSO4 شناخته می‌شود. درست مانند بسیاری از سولفات‌های فلزی، سولفات منگنز به صورت انواع هیدرات‌ها از جمله مونو هیدرات، تترا‌هیدرات، پنتا‌هیدرات و هپتا‌هیدرات وجود دارد. همه این نمک‌ها قابلیت حل شدن در آب را دارند و وقتی که حل می‌شوند، محلول‌های صورتی کم رنگ را به وجود می‌آورند. سولفات منگنز معمولا به صورت طبیعی در طبیعت یافت نمی‌شود و بسیار نادر است؛ زیرا همیشه به صورت هیدرات است. این ترکیب به‌عنوان یک ماده‌ی غذایی در کشاورزی، صنایع دارویی و پزشکی نقش دارد. شاید اصلی‌ترین کاربرد این ماده را بتوان، به‌عنوان کود در کشاورزی دانست.
خواص فیزیکی و شیمیایی سولفات منگنز
| فرمول مولکولی | MnSO4 |
| جرم مولی | 151.001 g/mol (anhydrous) 169.02 g/mol (monohydrate) 223.07 g/mol (tetrahydrate) 277.11 g/mol (heptahydrate) |
| شکل ظاهری | کریستال های سفید (بی آب) جامد صورتی کم رنگ (هیدرات) |
| چگالی | 3.25 g/cm3 (anhydrous) 2.95 g/cm3 (monohydrate) 2.107 g/cm3 (tetrahydrate) |
| نقطه ذوب | 710 °C (1,310 °F; 983 K) (anhydrous) 27 °C (tetrahydrate) |
| نقطه جوش | 850 °C (1,560 °F; 1,120 K) (anhydrous) |
| حلالیت در آب | 52 g/100 mL (5 °C) 70 g/100 mL (70 °C) |
| انحلال پذیری | خیلی کم در متانول حل می شود. نامحلول در اتر و اتانول. |
تهیه سولفات منگنز
در ابتدا برای تهیه این ماده سنگ معدن منگنز را به صورت سولفات منگنز خالص تهیه می‌کنند. برای این کار می‌توان در آزمایشگاه طبق فرمول زیر با تصفیه دی اکسید منگنز با دی اکسید گوگرد، سولفات منگنز خالص به دست آورد. به این صورت که با افزودن آب و پودر دی اکسید منگنز یا کربنات منگنز به مخزن، ایجاد هم‌زدگی مناسب و دمیدن گاز دی‌اکسید گوگرد (SO2) حاصل از سوزاندن گوگرد عنصری به محلول و کاهیدن دی‌اکسید منگنز معلق در آب، می‌توان آن را تبدیل به سولفات منگنز محلول نمود. (علت استفاده از گاز گوگرد دی‌اکسید به جای واکنش مستقیم پیرولوسیت با سولفوریک اسید، عدم انحلال مستقیم این کانی در سولفوریک اسید می‌باشد)
پس از انجام عملیات انحلال، محلول حاصل فیلتر شده تا مواد نامحلول از آن جداسازی شود و سپس محلول زلال حاصله تغلیط شده و پس از سرد شدن، کریستال‌های سولفات منگنز هفت آبه تشکیل می‌شوند. همچنین می‌توان محلول حاصله را با استفاده از دستگاه اسپری درایر خشک نموده و پودر سولفات منگنز خشک (تک آبه) بدست آورد. جهت اجرای این فرآیند می‌بایست توجه نمود گه گاز دی‌اکسید گوگرد بسیار سمی بوده و استشمام آن میتواند منجر به خونریزی در مجرای تنفسی، خفگی، سوختن چشمان و مرگ شود.
MnO2 + SO2 + H2O = Mnso4 (H2O)
البته به غیر از این روش، برای به دست آوردن سولفات منگنز می‌توان ماده خام را با مقداری پرمنگنات پتاسیم با بی‌سولفات سدیم و پراکسید هیدروژن نیز مخلوط کرد. سولفات منگنز در واقع یک محصول جانبی از اکسیداسیون‌های مختلف صنعتی است که از دی‌اکسید منگنز استفاده می‌کند.
مشتقات سولفات منگنز
منگنز سولفات به وسیله واکنش‌های شیمیایی مختلفی به دی‌اکسید منگنز تبدیل می‌شود که شرح آن به قرار زیر می‌باشد:
- الکترولیز منگنز سولفات: طی این فرآیند دی‌اکسید منگنز الکترولیتی (EMD) به دست می‌آید. برای الکترولیز کردن سولفات منگنز کافی است که واکنش فوق را معکوس کرد تا دی‌اکسید منگنز به دست آید. به طور کلی اکسیداسیون سولفات منگنز با پرمنگنات پتاسیم منجر به تولید دی‌اکسید منگنز شیمیایی خواهد شد که از آن معمولا در باتری‌های سلول خشک استفاده می‌شود.
- اکسیداسیون منگنز سولفات با پتاسیم پرمنگنات: محصول این واکنش دی‌اکسید منگنز شیمیایی (CMD) می‌باشد.
کاربردهای سولفات منگنز
-
پزشکی
از سولفات منگنز معمولا برای درمان، کنترل، پیشگیری و بهبود برخی از بیماری‌هایی که علائم زیرا را دارند استفاده می‌شود:
- سطح پلاسمایی منگنز (Manganese plasma levels)
- تخلیه ذخایر درون‌زا (Depletion of endogenous stores)
- سندرم کمبود مواد مختلف در بدن
-
داروها
این ماده یک مکمل غذایی، ضد اسید و ملین است که برای درمان کمبود منگنز و پوکی استخوان می‌توان آن را به کار برد. همچنین در درمان فشار خون بالا نیز مؤثر است.
-
کشاورزی
همچنین به غیر از کاربردهای دارو از کاربرد سولفات منگنز می‌توان در کشاورزی نام برد. به عنوان مثال از این ماده برای تامین منگنز خاک جهت تغذیه گیاهان و همچنین در بسیاری از صنایع شیمیایی برای استخراج فلز روی از خاک استفاده می‌کنند. تمامی گیاهان به منگنز نیاز دارند. منگنزی که در خاک وجود دارد، به صورت کاتیون دو ظرفیتی در گیاهان قابل جذب است و در صورتی که میزان منگنز در خاک کم باشد، رگبرگ‌های گیاه زرد و رشد سرشاخه‌ها نیز متوقف خواهد شد.
همچنین امکان تهیه کنسانتره و خوراک دام طیور، استفاده به عنوان کود و استفاده برای تولید شمش نیز دیگر کاربردهای سولفات منگنز هستند.
-
سایر کاربردها
از دیگر کاربردهای این ماده می‌توان به:
- ساخت رنگ‌ها
- به‌عنوان کاتالیزور در سنتز اسیدهای چرب
- ساخت محصولات منگنز
- الکترولیز فلزات منگنز
- در صنعت کاغذ و پرینتر
اشاره کرد.
اثرات جانبی سولفات منگنز
در کنار کاربرد سولفات منگنز ، ممکن است که یک سری عوارض نیز وجود داشته باشد. عوارض سولفات منگنز تنها در صورتی خود را بروز می‌دهند که فرد برای مدت طولانی در معرض مقدار زیادی از ماده بوده باشد. رخ دادن این عوارض در هر فرد میتواند متفاوت باشد و همچنین برخی از آن‌ها ممکن است در افراد اصلا بروز پیدا نکنند. اما با این حال در صورتی که فکر می‌کنید علائم زیر را دارید، در اولین فرصت به پزشک خود مراجعه کنید:
- علائم اکستراپیرامیدال (Extrapyramidal)
- هیپرمنگسمی (Hypermanganesemia)
- اختلال در ترشح صفراوی (biliary secretion)
- بیماری کلستاتیک کبد (Cholestatic liver)
علاوه بر این کاربرد سولفات منگنز و عوارض احتمالی که در این جا گفته شد، امکان بروز عوارض دیگری نیز وجود دارد. زیرا این لیست جامع نیست. به همین دلیل اگر متوجه عوارض جانبی دیگری شدید که در این جا ذکر نشده است، حتما موضوع را با پزشک خود در میان بگذارید.
نگهداری و موارد احتیاط در استفاده از سولفات منگنز
قبل از قرارگیری در معرض ماده یا استفاده داروهای حاوی این ماده حتما با پزشک خود درمورد دارو‌هایی که هم‌اکنون استفاده می‌کنید صحبت کنید. همچنین در صورتی که از آلرژی‌ها، بیماری‌ها و به طور کلی مشکل جسمی خاصی رنج می‌برید، حتما این موضوع را با پزشک در میان بگذارید؛ زیرا در کنار کاربرد سولفات منگنز باید گفت که این ماده ممکن است شرایط سلامتی شما را بدتر کند.
بهترین مکان برای نگهداری از سولفات منگنز در یک ظرف در بسته در یک مکان خنک، خشک و تهویه‌دار است. همچنین مهم است که ماده را در برابر آسیب‌های فیزیکی محافظت کنید. به همین دلیل بهترین مکان برای نگهداری از آن، مکانی است که حداقل رفت و آمد در آن وجود دارد.
سوالات متداول
-
آیا قرار گرفتن در معرض سولفات منگنز در دوران باداری میتواند خطرناک باشد؟
سولفات منگنز عوارض جانبی جدی ندارد. اما برای اینکه اطمینان پیدا کنید، حتما با پزشک خود در تماس باشید.
-
آیا قرار گیری در معرض این ماده هنگام کار با ماشین آلات سنگین خطرناک است؟
در کاربرد سولفات منگنز باید گفت که اگر در معرض این ماده هستید یا داروهای شامل آن را مصرف می‌کنید باید بدانید که یکی از عوارض دارو افت فشارخون، سرگیجه و خواب‌آلودگی است. به همین دلیل اگر کار با وسایل نقلیه یا مایشن آلات سنگین و به طور کلی وسایلی که نیاز به هوشیاری کامل دارند، بعد از استفاده این دارو چندان ایمن نیست.
-
آیا سولفات منگنز یک نمک است؟
بله، سولفات منگنز، نمک تجاری منگنز است که به شکل جامد صورتی رنگ وجود دارد.
-
حلالیت سولفات منگنز به چه چیزی بستگی دارد؟
حلالیت آن در آب باتوجه به دما تغییر می‌کند.
نتیجه‌گیری
امروزه مواد شیمیایی نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره ما دارند و از آن‌ها استفاده‌های بسیار زیادی می‌شود. یکی از این مواد پرکاربرد سولفات منگنز است که از آن در صنایع کشاورزی، شیمیایی و به خصوص داروسازی استفاده‌های بسیار زیادی می‌شود. برای مثال از این ماده در تولید داروها یا کودهای کشاورزی استفاده می‌کنند. برای اینکه بیشتر با کاربرد سولفات منگنز آشنا شوید و بیشتر درمورد آن بدانید، در این مقاله در رابطه با سولفات منگنز توضیح دادیم.
