मँगॅनीज

मँगॅनीज  : धातुरूप मूलद्रव्य. रासायनिक चिन्ह Mn अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) २५ अणुभार ५४·९३८० आवर्त सारणीतील [इलेक्ट्रॉन रचनेनुसार केलेल्या मूलद्रव्यांच्या कोष्टकरूप मांडणीतील ⟶ आवर्त सारणी] गट ७ ब वितळबिंदू १,२४४^° से. उकळबिंदू २,०९५^° से. सरासरी घनता ७·३९ ग्रॅ./घ. सेंमी. मोज मापक्रमानुसार कठिनता ५ [⟶ कठिनता] नैसर्गिक स्थिर समस्थानिक (अणुक्रमांक तोच पण भिन्न अणुभार असलेला त्याच मूलद्रव्याचा प्रकार) एक व त्याचा द्रव्यमानांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची एकूण संख्या) ५५ किरणोत्सर्गी (भेदक कण अथवा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) समस्थानिकांचे द्रव्यमानांक ५० ते ५४, ५६ व ५७ यांपैकी ५३ द्रव्यमानांकाच्या समस्थानिकाचा अर्धायुकाल (किरणोत्सर्गी मूलद्रव्याची मूळची क्रियाशीलता निम्मी होण्यास लागणारा कालावधी) १४० वर्षे, तर ५४ द्रव्यमानांकाच्या समस्थानिकाचा अर्धायुकाल ३०० दिवस असून इतरांचा अर्धायुकाल काही सेकंदांपासून ४–५ दिवसांपर्यंत आहे. इलेक्ट्रॉन विन्यास (अणुकेंद्राभोवतील विविध कक्षांतील इलेक्ट्रॉनांची संख्या) २, ८, १३, २ संयुजा [इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणारा अंक ⟶ संयुजा] विद्युत् विन्यासाप्रमाणे दोन पण याची १, ३, ४, ५, ६ व ७ संयुजा असलेली संयुगेही तयार होतात.

इतिहास : पूर्वी याची खनिजे लोखंडाची खनिजे समजत असत. १७४० मध्ये जे. एच् पॉट यांनी ⇨ पायरोल्यूसाइट या खनिजात लोखंड नसल्याचे सिद्ध केले व त्यापासून तयार केलेली संयुगे ही लोहाच्या ऑक्साइडापासून बनविलेल्या संयुगांपेक्षा वेगळी असल्याचे दाखविले. के. डब्ल्यू. शेले व टी. ओ. बॅरीमान यांनी १७७४ मध्ये पायरोल्यूसिटाचा अभ्यास करताना त्यात नवीन मूलद्रव्य (मँगॅनीज) असल्याचे ओळखले. त्याच वर्षी जे. जी. गान यांनी या मूलद्रव्याचे ऑक्साइड कार्बनाबरोबर तापवून अशुद्ध स्वरूपातील मूलद्रव्य तयार केले. जे. एफ् जॉन यांनी १८०७ मध्ये हे मूलद्रव्य बऱ्याच शुद्ध स्वरूपात मिळविले. १८३९ मध्ये हीथ यांनी प्रथमच पोलाद तयार करण्यासाठी मँगॅनिजाचा वापार केला. १८५६ मध्ये रॉबर्ट एफ्. मशेट यांनी २०% मँगॅनीज असलेले फेरोमँगॅनीज पोलादनिर्मितीच्या बेसेमर पद्धतीत [⟶ पोलाद] यशस्वीपणे वापरले. १८८२ मध्ये रॉबर्ट हॅडफील्ड यांनी उच्च मँगॅनीजयुक्त पोलादांचा शोध लावला.

आढळ : मँगॅनीज संयुगांच्या रूपात सर्वत्र आढळते. भूकवचातील त्याचे प्रमाण ०·१% आहे. पृथ्वीच्या मानाने अशनींत (बाह्य अवकाशातून पृथ्वीवर येऊन पोहोचलेल्या पृथ्वीबाहेरील पदार्थांत) याचे प्रमाण दुप्पट असते. पुष्कळ झऱ्यांत हे बायकार्बोनेटाच्या रूपात आढळते. सजीवाच्या ऊतकांत (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकांच्या-पेशींच्या-समूहांत) हे लोहापेक्षा किंचित कमी प्रमाणात असते. हे वनस्पतींच्या वाढीला आवश्यक असून कवकांत (बुरशीसारख्या हरितद्रव्यरहित वनस्पतींत) व हिरव्या वनस्पतींमध्ये होणाऱ्या नायट्रेटांच्या ⇨ क्षपणात याचा सहभाग असतो. कॅल्शियम व फॉस्फरस यांच्या जीवरासायनिक विक्रियांत हे उत्प्रेरक (प्रत्यक्ष विक्रियेत भाग न घेता तिचा वेग बदलणारा पदार्थ) म्हणून कार्य करते. उच्च प्राण्यांत (उदा., उंदीर, कोंबड्या) हे एक आवश्यक खनिज (मूलद्रव्य) असून यामुळे पुष्कळ एंझाइमे (जीवरासायनिक विक्रिया घडवून आणण्यास मदत करणारी प्रथिने) क्रियाशील होतात (उदा., यूरिया निर्मितीस आवश्यक असणारे अर्गिनेज हे एंझाइम). याच्या कमतरतेमुळे वृषण अपपुष्टी) लहान व सामान्यपणे क्रियाशील नसलेल्या वृषणांची–पुं-जनन ग्रंथींची-विकृती) होते. उलट याचे जादा प्रमाण वनस्पतींना व प्राण्यांना विषारी ठरते. वाटाण्यासारख्या शेंगा येणाऱ्या वनस्पती, कवची फळे, काही धान्ये व हिरव्या पालेभाज्यांत हे असते.

मँगॅनिजाची १०० हून अधिक खनिजे माहीत असून बहुतेक लोह खनिजांतही मँगॅनीज ५ टक्क्यांपेक्षा कमी प्रमाणात असते. पायरोल्यूसाइट (MnO₂) हे मँगॅनिजाचे प्रमुख खनिज असून त्यात सु. ६३% मँगॅनिज असते. यांशिवाय सिलोमेलेन, वाड, मँगॅनाइट, ब्राउनाइट, होस्मनाइट, रोडोनाइट, रोडोक्रोसाइट इ. खनिजेही बऱ्याच प्रमाणात आढळतात. मँगॅनिजाची व लोहाची खनिजे यांचे बहुधा मिश्रण झालेले आढळते. त्यामुळे मँगॅनिजाच्या प्रमाणानुसार त्याच्या खनिजांचे व्यावहारिक उपयोगाच्या दृष्टीने पुढील पाच प्रकार कल्पिले आहेत: (१) रासायनिक दर्जाचे (८२–८७% मँगॅनीज), (२) धातुवैज्ञानिक (धातुकर्मयोग्य) दर्जाचे (४६% मँगॅनीज), (३) धातुक (कच्च्या रूपातील धातुच्या) दर्जाचे (३५% हून अधिक मँगॅनीज), (४) लोहयुक्त मँगॅनीज (१०–३५% मँगॅनीज), व (४) मँगॅनीजयुक्त लोह (५–१०% मँगॅनीज).

रशिया, भारत, द. आफ्रिका, घाना, मोरोक्को व ब्राझील या देशांत मँगॅनिजाचे महत्त्वाचे साठे असून जगात दर वर्षी काढण्यात येणाऱ्या, धातुकांत (सु. १ कोटी टन) या देशांचा वाटा८०% आहे.

भारत : मँगॅनीजाच्या धातुकांच्या उत्पादनात जगात भारताचा रशियाच्या खालोखाल म्हणजे दुसरा क्रमांक आहे. भारतातील मँगॅनिजाची धातुके उच्च दर्जाची असून त्यांचे भारतातील साठे मोठे आहेत. मध्य प्रदेश व महाराष्ट्र (८ कोटी टन), गुजरात (पंचमहाल, १० लाख टन), राजस्थान (२० लाख टन), ओरिसा (१·१५ कोटी टन), आंध्र प्रदेश (५० लाख टन), कर्नाटक (५५ लाख टन) व गोवा या भागांत हे साठे आहेत. भारतात आढळणाऱ्या या साठ्यांची विभागणी पुढील तीन गटांत केली जाते. (१) ⇨ गोंडाइट मालेतील खडकांबरोबर आढळणारे साठे : हे साठे मुख्यत्वे मध्य प्रदेश (बालाघाट, झाबुआ, छिंदवाडा, सिवनी), महाराष्ट्र (नागपूर व भंडारा) तसेच गुजरात (तारूकोट, पंचमहाल), ओरिसा (गंगपूर) व बिहार येथे आढळतात. यांमध्ये सिलोमेलेन, पायरोल्यूसाइट, ब्रॉनाइट, सितापराइट, व्रेडनबर्गाइट, विंचाइट, हॉलंडाइट, होस्मनाइट इ. मँगॅनिजाची अनेक खनिजे आढळतात आणि त्यांपैकी काहींच्या उत्पत्तीच्या विविध अवस्थाही येथे पहावयास मिळतात. (२) ⇨ कडुराइट मालेतील खडकांशी निगडित असलेले साठे : हे साठे आंध्र प्रदेश (श्रीकाकुलम्, विशाखापटनम्) व ओरिसा (गंजाम, कोरापुट) या राज्यांत आढळतात. यांमध्ये सर्वसाधारणपणे पायरोल्यूसाइट, सिलोमेलेन व मँगॅनिजयुक्त गार्नेट व पायरोक्सीन ही खनिजे आढळतात. (३) ⇨ जांभ्याशी निगडित साठे : हे साठे बिहार (सिंगभूम), ओरिसा (केओंझार) व कर्नाटक (बेळगाव, बेल्लारी, चितळदुर्ग, चिकमगळूर, शिमोगा, सांडूर, कारवार) या राज्यांत आढळतात. यांमध्ये लोहखनिजे अधिक प्रमाणात आढळतात.

पूर्वी भारतातील मँगॅनीज धातुकांचे पोलदनिर्मिती करणाऱ्या देशांना (उदा., अमेरिका, कॅनडा, जपान, ब्रिटन, फ्रान्स, स्वीडन, जर्मनी, इटली, नॉर्वे इ.) निर्यात होत असे. धातुकांपासून फेरेमँगॅनीज बनवून त्याची निर्यात करण्याच्या दृष्टीने प्रयत्न करण्यास सुरुवात झाली आहे. यासाठी फेरोमँगॅनीज बनविणाऱ्या आठ कारखान्यांची उभारणी करण्यात आली असून त्यांपैकी महाराष्ट्रात तीन कारखाने आहेत.

नागपूर येथे मँगॅनीज ओअर (इंडिया) लि. ही. संस्था स्थापण्यात आली असून तिच्यामार्फत मध्य प्रदेश व महाराष्ट्रातील १०, ओरिसातील १ व आंध्र प्रदेशातील १ इतक्या खाणी चालविण्यात येतात. ही संस्था उच्च प्रतीच्या (फेरोमँगॅनीज), तसेच झोत भट्टीसाठी व शुष्क विद्युत् घटांसाठी लागणाऱ्या (मँगॅनीज डाय-ऑक्साइड) धातुकांचे उत्पादन करते. यांशिवाय या संस्थेने विशाखापट्टनम् जवळच्या भागातील तीस लाख टन धातुक निक्षेप (साठे) शोधून काढले आहेत. १९७७ मध्ये फेरोमँगॅनिजाचे एकूण उत्पादन १,९३,९०८ टन झाले. त्याच वर्षी ५,५४,३७८ टन धातुकाची निर्यात तर शुष्क विद्युत् घटांसाठी लागणाऱ्या ५,०४८ टन धातुकाची आयात करण्यात आली होती.

मँगॅनिजाचे गोटे :  महासागरांच्या व काही सरोवरांच्या तळांवर हे बटाट्यासारखे गोटे आढळतात. महासागरांत ते साधारणपणे ३,५०० ते ६,००० मी. खोलीच्या तळांवर आढळतात. पॅसिफिक महासागरात ते सर्वाधिक प्रमाणात (१०% क्षेत्रावर) आढळतात, तर हिंदी (१ कोटी चौ. मी. क्षेत्रावर) व अटलांटिकमध्ये हे प्रमाण कमी होत गेलेले आढळते. जगात असे गोटे १७० ते ३०० अब्ज टन असावेत व दरवर्षी सु. १ कोटी टनांपेक्षा जास्त गोटे निर्माण होत असावेत त्यामुळे ते दीर्घकाळ मिळत राहू शकतील. हे गोटे ब्रिटनच्या नौदलाने व रॉयल सोसायटीने महासागरांच्या पाहणीसाठी आखलेल्या चॅलेंजर मोहिमेत (१८७२–७६) प्रथम आढळले. मात्र यांचे समन्वेषण करणे अजूनही अवघड आहे. भारताच्या ‘आर्. व्ही. गवेषणी’ या जहाजाद्वारे हिंदी महासागरातील अशा गोट्यांची पाहणी १९८१ मध्ये करण्यात आली व गोटे मिळविण्यात आले होते. या गोट्यांच्या खाणकामाच्या पद्धती विकसित करण्यात येत आहेत (उदा., रहाटगाडग्याची पद्धती).

संघटन, आकार, आकारमान व भौगोलिक वाटणी या बाबतींत यांच्यात खूप तफावत आढळते. मँगॅनीज व लोह यांशिवाय त्यांच्यात निकेल, तांबे, कोबाल्ट, शिसे, मॉलिब्डेनम, जस्त, बेरियम, क्रोमियम, कॅडमिमय, व्हॅनेडियम, टिटॅनियम इ. धातू आढळतात म्हणून यांना बहुधातवीय गोटेही म्हटले जाते. इ. धातू आढळतात म्हणून यांना बहुधातवीय गोटेही म्हटले जाते. ते सुटे अथवा पुंजक्यांच्या रूपात आढळतात. सुट्या गोट्यांचा व्यास ०·५ ते ६ सेंमी. पर्यंत असून पुंजक्यांचा व्यास २ मी. पर्यंत असू शकतो. त्यांचा रंग फिकट उदी ते काळा असून मोज मापक्रमानुसार याची कठिनता १ ते ४ असते [⟶ कठिनता]. सच्छिद्र असल्याने यांचे वि. गु. कमी (२ ते ३·१) असते. हे गोटे एखाद्या बीजाभोवती वा केंद्राभोवती थर साचत जाऊन बनतात. त्यांच्या छेदाची पाहणी केली असता अशा थरांची संकेंद्री (एका केंद्राभावेती साचल्यासारखी) रचना दिसून येते. गोट्यांची बीजे पमिसासारखे खडक, हाडे, दात व इतर जीवावशेष किंवा जहाजाचे भाग यांच्या कणांची बनलेली असतात. गोट्यांची १ मिमी. वाढ होण्यासाठी १,००० ते दहा लाख वर्षे लागू शकतात. सरासरीने दिवसात एक अणूचा थर बसत असावा.

कौन्सिल ऑफ सांयटिफिक अँड इंडस्ट्रियल रिसर्चच्या भुवनेश्वर येथील प्रादेशिक संशोधन प्रयोगशाळेत या गोट्यांपासून तांबे, निकेल व कोबाल्ट धातू मिळवण्यात आल्या. या प्रयोगशाळेने विकसित केलेल्या प्रक्रियेवर आधारलेले एक मार्गदर्शी संयंत्र श्रीरामनगर (आंध्र प्रदेश) येथे उभारण्यात आले आहे.

उत्पादन : उथळ उघड्या व भूमिगत खाणींतून ऑक्साइडी तर खडकांतील शिरांतून कार्बोनेटी धातुक मिळवितात. हाताने वेचून, गुरुत्वीय व पाण्याने धुण्याच्या पद्धती वापरून धातुकाचे शुद्धीकरण करतात. काही धातुके संहत (प्रमाण वाढविण्याची क्रिया) करण्यासाठी ⇨ प्लवन पद्धती वापरतात [⟶ धातुकांचे शुद्धीकरण]. नंतर तापपिंडनाने (सूक्ष्म कण उच्च तापमानाला तापवून) धातुकाचे पिंड बनवितात.

फेरोमँगॅनीज व स्पिगेलझेन या मिश्रधातूंच्या रूपातच मुख्यत्वे मँगॅनिजाचा वापर केला जातो. सुमारे २० टक्क्यांपेक्षा कमी लोह असलेल्या अशा मँगॅनीज-लोह कार्बाइडाला फेरोमँगॅनीज व इतरांना स्पिगेलझेन म्हणतात. ऑक्साइडी धातुकांचे (मँगॅनीज व लोह ऑक्साइडांचे) झोत भट्टीत कार्बनाने क्षपण करून या मिश्रधातू तयार करतात.

मँगॅनीज ऑक्साइडाचे कार्बनाने क्षपण करून मँगॅनीज धातू मिळविता येते परंतु अशा धातूत कार्बनाची अशुद्धी असते. यापेक्षा जास्त शुद्ध मँगॅनीज ⇨ थर्माइट पद्धतीने मिळवितात. मँगॅनीज डाय-ऑक्साइड (MnO₂) व (ॲल्युमिनियम यांतील विक्रिया स्फोटक असून तिच्यावर नियंत्रण ठेवता येत नाही म्हणून प्रथम मॅंगॅनीज डाय-ऑक्साइड तापवून मँगॅनोसिक ऑक्साइड (Mn₃O₄) मिळवितात व थर्माइट पद्धतीने ते ॲल्युमिनियमाबरोबर तापवून मँगॅनीज मिळवितात. अशी धातू ९७·९८% शुद्ध असते.

यापेक्षाही शुद्ध मँगॅनीज मिळविण्यासाठी विद्युत् विच्छेदनाची (विजेच्या साहाय्याने रेणूचे तुकडे करून घटक अलग करण्याची) पद्धती वापरतात. या पद्धतीत मध्य पटलयुक्त विद्युत् विच्छेदन घटामध्ये मँगॅनीज सल्फेट व अमोनियम सल्फेट यांचे मिश्रण हे विद्युत् विच्छेद्य (विद्युत् विच्छेदन करावयाचा पदार्थ) म्हणून, तर शिसे-चांदी (१%) मिश्रधातूचा धनाग्र व अगंज पोलादाचा (स्टेनलेस स्टीलचा) किंवा टिटॅनियमाचा ऋणाग्र म्हणून वापर करतात. ऋणाग्रावर साचणारे मँगॅनीज वरचेवर खरडून काढून घेतात. अशा तऱ्हेने मिळणाऱ्या धातूची शुद्धता ९९·९४% असते.

गुणधर्म : शुद्ध मँगॅनीज रुपेरी असते मात्र अशुद्धीमुळे तिला लालसर वा पिवळट छटा येते. मँगॅनीज कठीण परंतु ठिसूळ असून घनरूप स्थितीत तिची चार बहुरूपे (त्याच अवस्थेतील मूलद्रव्याची भिन्न रूपे) आहेत. तापमानानुसार या बहुरूपांची पुढीलप्रमाणे रूपांतर होतात : (१) आल्फा ⇌ बीटा (७००^° से.), (२) बीटा ⇌ गॅमा (१,०७९^° से.) व (३) गॅमा ⇌ डेल्टा (१,१४३^° से.). यांपैकी पहिले रूपांतर सर्वसाधारण तापमानालाही सावकाशीने होत असते. परिणामी कोठी तापमानाला मँगॅनीज आल्फा व बीटा बहुरूपात असते. गॅमा बहुरूपाची तन्यता (न तुटता ताणता येण्याची क्षमता) सर्वाधिक असते. पोलादावर मँगॅनिजाचे विद्युत् विलेपन करताना पोलादावर बसणारा थर गॅमा बहुरूपाचा असतो व त्याचे हळूहळू आल्फा बहुरूपात रूपांतर होत असते मात्र थंड जागेत हे रूपांतर थांबते. असे रूपांतर होताना पोलाद जास्त कठीण होते. विद्युत् विलेपित मँगॅनिजाद्वारे पोलादाची तन्यता एवढी वाढते की, त्यावर काम करताना या थराला धक्का पोहोचत नाही.

हवेत मँगॅनिजाचे सहज ऑक्सिडीकरण [⟶ ऑक्सिडीभवन] होते व पृष्ठावर तपकिरी रंगाच्या ऑक्साइडाचा थर बसतो. दमट हवेत गंजण्याची ही क्रिया अधिक खोलीपर्यंत होते. या विक्रियेवरून कमी अणुक्रमांकाच्या क्रोमियमापेक्षा उच्च अणुक्रमांकाच्या लोखंडाशी मँगॅनिजाचे अधिक साम्य असल्याचे दिसून येते. परिणामी त्याचे भौतिक व रासायनिक गुणधर्म स्थूलपणे लोखंडासारखे आहेत. मँगॅनिजाच्या पृष्ठभागालगतचा थर MnO या ऑक्साइडाचा असतो, तर बाहेरचा थर (Mn₃O₄) या ऑक्साइडाचा असतो. ८००^° से. पर्यंत तापविल्यास बाहेरील थर कमी होऊन आतला थर वाढतो. या तापमानाखाली Mn₂O₃ या ऑक्साइडाचा तिसरा थर तयार होतो व ४५०^° से.च्या खाली MnO₂ चा स्थिर थर तयार होतो. मँगॅनिजाचे बारिक चूर्ण हवेत वा ऑक्सिजन वायूत पेट घेऊन जळते. शुद्ध मँगॅनिजाची सर्वसाधारण तापमानाला पाण्याशी विक्रिया होत नाही पण उकळत्या पाण्याशी विक्रिया होते. अशुद्ध मँगॅनिजावर थंड पाण्याची मंदपणे व तापविल्यास जलदपणे विक्रिया होऊन मँगॅनस हायड्रॉक्साइड [Mn (OH )₂] बनते व हायड्रोजन वायू बाहेर पडतो. मँगॅनीज सौम्य खनिज अम्लांत (उदा., हायड्रोक्लोरिक अम्ल) सहज विरघळून हायड्रोजन वायू बाहेर पडतो व द्विसंयुजी (मँगॅनस) लवणे तयार होतात. हायड्रोजन वगळता सर्व अधातूंशी याची भिन्न भिन्न तापमानांना विक्रिया होते. क्लोरीन व फ्ल्युओरीन यांच्यात मँगॅनीज जळते आणि त्यांपासून अनुक्रमे क्लोराइड (MnCl₂) व फ्ल्युओरइड (Mn F₂, Mn F₃) बनतात. मँगॅनीज १,२००^° से.ला नायट्रोजन वायूत तापविल्यास Mn₅N₂ हे तर अमोनियाबरोबर तापविल्यास Mn₃N₂ हे नायट्राइड मिळते. विद्युत् भट्टीत कार्बानाबरोबर तापविल्यास याचे कार्बाइड (MnC₃) मिळते. बोरॉन, गंधक, सिलिकॉन व फॉस्फरस यांच्याशी मँगॅनिजाची सहज विक्रिया होते.

संयुगे :  मँगॅनीज विक्रियाशील असून तिच्या अनेक संयुजा आहेत. त्यामुळे मँगॅनिजाची बरीच संयुगे असून ती बहुतेक रंगीत आहेत. यांपैकी द्विसंयुजी संयुगे (उदा., MnCl₂, MnSO₄ इ.) स्थिर, क्षपणकारक व सामान्यतः गुलाबी असतात. MnO₂ हे सर्वांत स्थिर ऑक्साइड असून यांसारखी चतुःसंयुजी लवणे चांगली ऑक्सिडीकारक असतात. मँगॅनेट (संयुजा ६) व परमँगॅनेटे (संयुजा ७) ही स्थिर संयुगे असून परमँगॅनेट तीव्र ऑक्सिडीकारक असतात (उदा., पोटॅशियम परमँगॅनेट). तीन व सहा संयुजा असलेली संयुगे अम्ल विद्रावात स्वयंऑक्सिडीकारक व स्वयंक्षपणकारक असतात.

ऑक्साइडे : (१) मँगॅनीस (MnO), (२) मँगॅनोसिक (Mn₃O₄), (३) मँगॅनीज सेस्क्वी (Mn₂O₃), (४) मँगॅनीज डाय (MnO₂), (५) मँगॅनीज ट्राय (MnO₃) व (६) मँगॅनीज हेप्टा (Mn₂O₇) अशी मँगॅनीजाची सहा ऑक्साइडे आहेत. यांपैकी पहिली दोन क्षारकीय (अम्लाशी विक्रिया झाल्यास लवण बनविण्याचा गुणधर्म असलेली) व बाकीची अम्लीय आहेत. मँगॅनीज ऑक्साइडांचे कार्बन मोनॉक्साइडाने क्षपण होत नाही मात्र ते हायड्रोजनाद्वारे दाबाखाली होऊ शकते.

मँगॅनीज डाय-ऑक्साइड : (MnO₂) हे मँगॅनीजाचे एक महत्त्वाचे संयुग असून पायरोल्यूसाइटापासून याचे व्यापारी उत्पादन करण्यात येते. याचा रंग काळा असून हे पाण्यात विरघळत नाही. हायड्रोक्लोरिक अम्लाशी याची विक्रिया होऊन क्लोरीन वायू निर्माण होतो व प्रयोगशाळेत याच पद्धतीने क्लोरीन तयार करतात. संहत सल्फ्यूरिक अम्लाची (अम्लाचे प्रमाण अधिक असलेल्या विद्रावाची) यावर विक्रीया होऊन मँगॅनस सल्फेट व ऑक्सिजन वायू निर्माण होतात. पोलाद, मातीची भांडी (झिलईसाठी), शुष्क विद्युत् घट (असंवाहक हायड्रोजनाची निर्मिती टाळण्यासाठी), काच (रंग घालविण्यास), रबर, रंगलेप, व्हार्निश (शुष्कक म्हणून), साबण, जंतुनाशके, कापड छपाई इ. उद्योगांत तसेच मँगॅनिजाची संयुगे (उदा., परमँगॅनेट) तयार करण्यासाठी व उत्प्रेरक म्हणूनही याचा वापर होतो.

मँगॅनीज मोनॉक्साइड : (MnO). हे हिरव्या मँगॅनोसाइट या खनिजाच्या रूपात आढळते. मँगॅनीज कार्बोनेट हवेशिवाय तापवून किंवा मँगॅनीज डाय-ऑक्साइडावरून हायड्रोजन व कार्बन मोनॉक्साइड जाऊ देऊन हे तयार करतात. मँगॅनिजाची संयुगे, खते, रासायनिक विश्लेषण, कापड छपाई व औषधी उद्योग वगैरेंमध्ये याचा उपयोग होतो.

मँगॅनीज सेस्किऑक्साइड : (Mn₂O₃). हे काळ्या चमकदार ब्रॉनाइट या खनिजाच्या रूपात आढळते. मँगॅनिजाच्या कार्बोनेटाचे, नायट्रेटाचे वा क्लोराइडाचे विघटन करून हे मिळवितात. हे गडद तपकिरी असते.

 मँगॅनीज हेप्टा-ऑक्साइड : (Mn₂O₇). हा तेलकट तांबूस तपकिरी द्रव असून याचा ऑक्सिडीकारक म्हणून आणि स्फोटकांत उपयोग होतो.

हॅलाइडे : मँगॅनीजावर हॅलोजनाची सरळ विक्रिया करून मँगॅनिजाची हॅलाइडे (ब्रोमाइड, क्लोराइड, फ्ल्युओराइड व आयोडाइड) बनवितात (उदा., MnBr₂, MnCl₂, MnF₂ व Mnl₂). मँगॅनीज क्लोराइड (MnCl₂·4H₂O) गुलाबी असून ते आर्द्रताशोषक म्हणून तसेच विद्युत् घटांत वापरतात.

मँगॅनेटे व परमँगॅनेटे : ही मँगॅनिक (H₂MnO₄) व परमँगॅनिक (HMnO₄) अम्लांची लवणे असून सामान्यतः मँगॅनेट हिरव्या तर परमँगॅनेटे जांभळट वा गुलाबी रंगाची असतात. हो संयुगे तीव्र ऑक्सिडीकारक असून ती जंतुनाशक म्हणून वापरली जातात.

पोटॅशियम मँगॅनेट : (K₂MnO₄). हवा किंवा पोटॅशियम नायट्रेट (KNO₃) वा क्लोरेट (KCIO₃) यासारख्या ऑक्सिडीकारकाच्या सान्निध्यात मँगॅनीज डाय-ऑक्साइडाचा पोटॅशियम हायडॉक्साइडाबरोबर संयोग केल्यास हे मिळते.

याचे स्फटिक गडद हिरव्या रंगाचे असतात. हे प्रबल ऑक्सिडीकारक असले, तरी याचे पोटॅशियम परमँगॅनेट या अतिशय प्रबल ऑक्सिडीकारकात सहजपणे रूपांतर होते म्हणून मँगॅनेटाचा ऑक्सिडीकारक म्हणून उपयोग करीत नाहीत.

पोटॅशियम परमँगॅनेट : (KMnO₄). याचे गडद जांभळ्या रंगाचे स्फटिक असून त्यांवर हिरवी चकाकी असते. हे पाण्यात विरघळते. २४०^° से. ला तापविले असता याचे अपघटन (रेणूचे तुकडे होण्याची क्रिया) होऊन मँगॅनेट, मँगॅनीज डाय-ऑक्साइड आणि ऑक्सिजन ही मिळतात. वरील प्रकारे मिळविलेल्या पोटॅशियम मँगॅनेटाचे क्षारीय (अल्कधर्मी) विद्रावांत ऑक्सिडीभवन होऊन हे मिळते. मँगॅनेटात पाणी घातल्यासही हे मिळते. पोटॅशियम परमँगॅनेटाच्या दोन रेणूंपासून अम्लीय विद्रावात पाच तर क्षारीय विद्रावात तीन ऑक्सिजन अणू ऑक्सिडीकरणासाठी मिळतात.

अम्लीय 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ ⟶ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O + 5 [O]

क्षारीय 2KMnO₄ + H₂O ⟶ 2MnO₂ + 2KOH + 3 [O]

पोटॅशियम परमँगॅनेटाचा प्रमाणित विद्राव वापरून अम्ली य स्थितीत मापी विश्लेषणाने काही धातवीय आयनांचे (विद्युत् भारित अणू वा रेणूंचे) विगणन करता येते (प्रमाण ठरविता येते) तसेच ऑक्झॅलिक अम्ल, हायड्रोजन पेरॉक्साइड इत्यादींचे प्रमाण ठरविता येते. रासायनिक विश्लेषणात हे वापरतात.

याचा ऑक्सिडीकारक, जंतुनाशक, स्तंभक (आकुंचन करणारे), दुर्गंधी घालविणारे व विरंजक (रंग घालविणारे) म्हणून उपयोग करतात. हायड्रोसायानिक अम्ल, फॉस्फरस व अल्कलॉइडे यांच्या विषबाधेवर याचा अगदी विरल विद्राव वापरतात.

फोड, तोंडाची दाहयुक्त सूज इत्यादींमध्ये याच्या विद्रावाने प्रक्षालन करतात. रेझिने, मेणे, तेले, कापूस, रेशीम, शेमॉय कातडे इत्यादींचे विरंजन करण्यासाठी तसेच कापड छपाई, कातडी कमाविणे व जलशुद्धीकरण यांमध्येही हे वापरले जाते. [⟶ पोटॅशियम].

इतर संयुगे : मँगॅनस असिटेट [Mn(C₂H₃O₂)₂·4H₂O] हे रंगबंधक व शुष्कक म्हणून वापरतात. मँगॅनस कार्बोनेट (MnCO₃) हे पांढरे, उदसर संयुग पाण्यात विरघळत नाही आणि रंगद्रव्यात, शुष्क विद्युत् घटात व शुष्कक म्हणून वापरतात. हे रोडोक्रोसाइट या खनिजाच्या रूपात आढळते. मँगॅनस सल्फेट (MnSO₄) हे लिंबू वर्गीय वनस्पतींच्या वाढीसाठी खतात व झिलई आणण्यासाठी वापरतात. यांशिवाय मँगॅनिजाची हायड्रॉक्साइडे [Mn(OH)₂ व Mn(OH)₃], सल्फाइड (MnS), नायट्रेट [Mn(NO₃)₂], फॉस्फेट [Mn₃(PO₄)₂] इ. संयुगे आहेत. मँगॅनीज नॅप्थॅनेट व रेझिनेट ही रंगलेपांत शुष्कक म्हणून वापरतात.

उपयोग : मँगॅनिजाचा उपयोग मुख्यतः पोलादासाठी व मिश्रधातूंमध्ये केला जातो. याच्या संयुगांचे उपयोग वर आलेले आहेत. काही संयुगे औषधांत (रक्तक्षय व हरित पांडुरोग यांवरील) व लोखंडामुळे काचेला येणारा हिरवा रंग घालवून गुलाबी रंग आणण्यासाठी काच उद्योगात वापरतात. पोलादाचे निरनिराळे प्रकार बनविण्यासाठीच बहुतेक सु. ८०% मँगॅनीज वापरले जाते. मँगॅनीज हा पोलदनिर्मितीतील आवश्यक घटक असून त्याला अजून पर्याय सापडलेला नाही. सर्व प्रकारच्या पोलादांत मँगॅनीज असतेच. पोलादात ऑक्सिजन राहिल्यास त्याला छिद्रे पडून ते कमकुवत होते, तर गंधकामुळे पोलाद ठिसूळ बनते. पोलादात मँगॅनीज टाकल्यामुळे मँगॅनस ऑक्साइड व मँगॅनस सल्फाइड या रूपांत ऑक्सिजन व गंधक ही पोलादातून वेगळी होतात व ती मळीत निघून जातात. अशा तऱ्हेने पोलादात १% हून कमी मँगॅनीज राहते आणि पोलाद कठीण व चिवट होऊन त्याची गुणवत्ता सुधारते. चिवट वा झीजरोधक पोलादात १·५% मँगॅनीज असते व ते आगगाडीचे रूळ बनविण्यास वापरतात. मँगॅनीज पोलादात १२ ते १४% मँगॅनीज असते. ते अतिशय कठीण, चिवट, झीजरोधक व अपघाताला टिकून राहणारे असे असते. त्यामुळे ते खडी व दगडाची पूड करणारी यंत्रे, गाळ उपसण्याची यंत्रे (उदा., गाळ काढायच्या बादल्या), तिजोऱ्या, गोलिका दळण-चक्की, शिरस्त्राणे इत्यादींसाठी वापरतात. नवीन प्रकारच्या निरनिराळ्या अगंज पोलादांतही निकेलाऐवजी १५% पर्यंत मँगॅनीज वापरतात [⟶ पोलाद]. झीजरोधक गुणधर्म यावा म्हणून व यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी मँगॅनिजाचा ॲल्युमिनियमाच्या व मॅग्नेशियमाच्या बहुतेक मिश्रधातूंत वापर करतात. मँगॅनीज ब्राँझमध्ये किंवा मँगॅनीज पितळात तांबे व जस्त (कधी कधी निकेल व कोबाल्ट) यांच्याबरोबर मँगॅनीज असते. या मिश्रधातूचा उपयोग झडपा, सिलिंडरे, मोटारगाड्यांची जोडसाधने, बंदुका-तोफांच्या अडण्या, जहाजांचे प्रचालक (गती देणारे मळसूत्री पंखे) व सुकाणू इत्यादींकरिता होतो. मँगॅनीजयुक्त तांब्याच्या तारा विद्युत् प्रवाहास अधिक विरोध करतात व तापतात. त्यामुळे अशा तारा पाव भाजण्याची उपकरणे (टोस्टर), विद्युत् शेकोटी इत्यादींत वापरतात, तर ८० मँगॅनीज व २०तांबे असलेल्या मिश्रधातूची स्थितिस्थापकता (ताण काढून घेतल्यावर मूळ स्थिती प्राप्त होण्याचा गुणधर्म) असामान्य असल्याने तिचा ⇨ कॅम व इतर घर्षण चालकांत वापर करतात. मँगॅनीज व निकेल यांची मिश्रधातू जहाजाच्या नांगराचे बोल्ट व बाष्पित्राच्या (बॉयलराच्या) आगविटा यांसाठी वापरतात. यांशिवाय विद्युत् रोधक पेट्यांत वापरली जाणारी मँगॅनीज (८४% तांबे, १२% निकेल व ४% मँगॅनीज), ॲल्युमिनियम, तांबे व मँगॅनीज यांची ह्युसलर चुंबकीय मिश्रधातू, स्पीगेल लोह (२० ते ३० मँगॅनीज), तांबे, जस्त व मँगॅनीज यांची मँगॅनीज जर्मन सिल्व्हर, सिलिकोमँगॅनीज, क्युप्रोमँगॅनीज इ. अनेक उपयुक्त मिश्रधातूंत मँगॅनीज वापरतात.

विषारीपणा : मँगॅनिजाच्या धातुकाची धूळ श्वासाबरोबर शरीरात गेल्याने मेंदूवर परिणाम होऊन खाण मजुरांत मानसिक दुर्बलता निर्माण होते निराधार भ्रम, संभ्रम इ. परिणाम झालेले दिसून येतात. कालांतराने चेहऱ्यावरील भावदर्शकता नाहीशी होऊन स्नायू अचेतन होतात. हालचाली मंद होतात. बोलणे अडखळत येऊ लागते व कंपवात होऊ शकतो. अशा तऱ्हेचे परिणाम रशिया, भारत, उत्तर आफ्रिका, यूगोस्लाव्हिया, क्यूबा व चिली या भागांतील खाणींच्या परिसरातील गावांत दिसून आले आहेत.

अभिज्ञान : (अस्तित्व ओळखणे). क्षार व ऑक्सिडीकारकाबरोबर मँगॅनिजाचा संयोग झाल्यास हिरवे मँगॅनेट मिळते व त्यात विरल सल्फ्यूरिक अम्ल घातल्यास गुलाबी परमँगॅनेट बनते. या रंगांवरून विद्रावातील मँगॅनीज ओळखता येते. नायट्रिक अम्ल व लेड डायऑक्साइड यांच्याबरोबर मँगॅनस लवण उकळल्यास गुलाबी परमँगॅनिक अम्ल बनते व विद्रावात मँगॅनीज असल्याचे समजते. या परीक्षेला वॉल्टर क्रम या स्कॉटिश रसायनशास्त्राज्ञांच्या नावावरून ‘क्रम परीक्षा’ म्हणतात. ‘टाकणखार मणी’ परीक्षेनेही मँगॅनीज ओळखता येते. मँगॅनीजाचे विगणन मापी विश्लेषणाने व भारात्मक विगणन त्याच्या पायरोफॉस्फेटाद्वारे (Mn₂P₂O₇) करतात. त्याचे विगणन वर्णमापन पद्धतीनेही करता येते [⟶ विश्लेषिक रसायनशास्त्र वर्ण व वर्णमापन].

संदर्भ : 1. Cotton, F. A. Wilkinson, G. Advanced Inorganic Chemistry, New York, 1980.

            2. Department of Atomic Energy, Nuclear India, Vol. 20/Nos. 3 and 4, Bombay, 1981.

            3. Parkes, G. D. Mellor’s Modern Inorganic Chemistry, London, 1961.

            4. Partington, J. R. General and Inorganic Chemistry, London, 1966.

            5. Weat, R. C. Handbook of Chemistry and Physics, Cleaveland, Ohio, 1970.

ठाकूर, अ. ना. घाटे, रा. वि. सहस्रबुद्धे, य. शि. 

“