Mangan (Manganez) Nedir? (Özellikleri, Faydaları)

Mangan, insan sağlığına birçok faydası bulunan elementler arasında yer alır. Endüstride de demir-çelik alaşımlarının vazgeçilmez maddesidir.

Mangan, diğer adıyla manganez; metal ve mineral olarak hem endüstride hem de insan sağlığında önemli katkıları olan bir elementtir. Bilinen bütün canlı organizmaların vazgeçilmez bir unsurudur. Birçok enzim mangan içerir. Bitkilerin fotosentezinin kökeninde bulunan bir elementtir. Yani mangan olmasa fotosentez olmaz ve dolayısıyla oksijen olmazdı. İnsan vücudundaki serbest radikallerle savaşır. Çeliği güçlendirerek sertlik kazandırır. Ve daha birçok faydasını saymak mümkün. Manganla ilgili merak ettiklerinizi makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi

Mangan, 243 yıl önce keşfedilmiş olsa da kullanımı 30 bin yıl önceye dayanan bir element. Fransa’nın Lascaux bölgesindeki tarih öncesi bir mağaradaki resimlerde siyah mangan cevheri olan pirolüsite rastlanmıştır. Eski Mısır’da doğal camın yeşilimsi soluk rengini yok etmek için kullanılmış. 1770’li yıllarda birçok kimyager, pirolüsit içindeki metal bileşenlerini izole etmek için çalışmalar yaptı ancak başarılı olamadı. 1740 yılında Alman kimyager Johann Heinrich Pott, manganı kimyasal anlamda araştıran ilk kişidir. Ancak araştırmalarında sadece güçlü oksitleyici olan potasyum permanganat elde edebildi. Bilimsel olarak manganın keşfi 1774 yılında gerçekleşti. İsviçreli kimyager ve mineralog Johan Gottlieb Gahn, pirolüsit mineralinden manganı izole etmeyi başardı. 1856 yılında Sir Henry Bessemer, çelik-mangan alaşımı elde ederek mangana ticari önem kazandırdı.

Kimyasal Özellikleri

Kimyasal simgesi “Mn”dir. Atom numarası 25, atom ağırlığı 54,93’tür. Geçiş metalleri arasında yer alır, metalik görünüşlüdür. Erime noktası 1246 derece, kaynama noktası 2061 derecedir. Periyodik tablonun 7-B grubunda yer alan bir metaldir. Grimsi metal bir rengi vardır. Kristal yapısı, hacim merkezli kübik kafeslidir. Toz haline getirilebilir. Sert, gevrek ve kırılgandır. Elektrik ve ısıyı iletebilir.

Yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında beşinci sıradadır. Geçiş elementleri arasında ise demirden sonra en bol bulunan ikinci elementtir. Doğada demir başta olmak üzere birçok elementle bağlı olarak bulunmaktadır. Doğal olarak karbonat, oksit, sülfür, spat ve silikat halinde dağılmış olarak bulunur. Doğada en yaygın bulunduğu mineraller; psilomelan, pirolüsit, rodoksit, manganit, braunit ve hausmanittir. Doğada 300’ün üzerinde mangan içeren mineral bulunmaktadır.

Kimyasal özellikleri bakımından demirle benzerlikler gösterir. Demir gibi nemli ortamlarda paslanır. Yüksek sıcaklıklarda oksijen ve hava ile yanar. Isısına göre suyu ayrıştırabilmektedir. Isısı arttıkça ayrıştırma hızı da artar. Seyreltik mineral asitlerinde kolayca çözünür ve hidrojen açığa çıkar. Halojenler, ametaller, kükürt, karbon, oksijen ve azot gibi birçok elementle tepkimeye girer ve birleşir.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Mangan, endüstride genellikle metalürji uygulamalarında metal alaşımlarında kullanılır. Metalürjide ağırlıklı olarak ferromangan, silikomangan ve metalik mangan gibi alaşımları kullanılır. En yaygın kullanımı demir ve çelik alaşımları ve üretimidir. Üretilen manganın yüzde 95’i manganlı demir alaşımları, demirsiz mangan alaşımları ve metalik mangan üretiminde kullanılır. Demir alaşımları içinde en önemlisi ferromangandır. Demir-çelik üretiminde kullanılan manganın yüzde 90’ı ferromangan haldedir. Karbondan sonra demirin en önemli alaşımı mangandır. Demir ve karbonla alaşımları çok dayanıklı bir malzemedir. Modern tarımda kullanılan birçok gübrenin içeriğinde mangan vardır.

Paslanmaz çelikler için gerekli bir elementtir. Çeliğin paslanmasını ve aşınmasını önler. Mangan alaşımı çeliğin dayanıklılığını artırır. Bu alaşımdaki karbon miktarına göre manganın dayanıklılığı artırıcı özelliği de değişir. Yüksek karbonlu çeliklerde manganın sertlik ve dayanıklılık etkisi daha fazladır. Mangan, oksitlenmesine göre farklı renkler alabilir. Bu sebeple bazı uygulamalarda renklendirici olarak kullanılabilmektedir. Demir ve çelik alaşımlarında çekme direncini artırır. Bu sebeple ağır ve yük taşıyan araçlarda bu alaşımların kullanımı yaygındır.

Mangan ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; alkali ve çinko-karbon piller, gemi pervaneleri, piller, suni gübre, cam, seramik, oto boyaları, petrokimya ürünleri, refrakter, çimento, ilaçlar, fotoğrafçılık, elektronik cihazlar, raylar, korkuluklar ve parmaklıklar, içecek kutuları…

Sağlığa Etkileri, Faydaları, Zararları

Mangan, toprakta ve suda parçacıklar halinde bulunur. Havada da toz parçacıkları mangan içerir. İnsan vücudunda az miktarda bulunan mineraller arasında yer alır. Vücutta; böbrekler, pankreas, karaciğer ve kemikler başta olmak üzere toplam 10-20 miligram civarında mangan bulunur. Günde 2-3 miligram mangan alınması sağlık için yeterlidir.

Kemik oluşumu, hormon fonksiyonları, kan şekeri düzeni, bağışıklık sistemleri fonksiyonları gibi vücuttaki birçok işlemde rol oynar. Yaraların iyileşmesine, kemik oluşumuna, besinlerin emilimine yardımcı olur. Manganez iyonları, çok çeşitli enzimlerde ve fotosentetik bitkilerde bulunur. Bitkiler için hayati önemde bir elementtir, fotosentezin bir parçasıdır. Hayvanların karbonhidrat, protein ve yağ metabolizmaları için kullanılan 36 enzimin vazgeçilmez bileşeni mangandır.

Manganın en çok bilinen faydaları şunlardır;

• Proteinlerin sentezlenmesinde önemli bir elementtir.
  
• Metabolik süreçleri kolaylaştıran koenzim olarak çalışır.
  
• Sindirim sisteminde ve besinlerin enerji üretmesinde görev alan minerallerde mangan bulunur.
  
• Yağ ve karbonhidrat metabolizmasının oluşumuna katkı sağlar.
  
• Antioksidan özelliği sebebiyle serbest radikallerle savaşır, kanser gibi hücrelere zarar verici hastalıklara yakalanma oranını düşürür.
  
• Hormon sentezinin ve troid bezinin düzgün çalışmasını sağlar.
  
• Kilo kaybını önler, organların verimli çalışmasına yardımcı olur.
  
• Magnezyum, B ve E vitaminleri gibi minerallerin emilimine katkı sağlar.
  

Mangan eksikliğinin de bazı olumsuz etkileri vardır. Demir ve kalsiyum mangan emilimini engelleyerek mangan eksikliğine yol açabilir. Mangan eksikliği sonucu sürekli yorgunluk, halsizlik, hafıza problemleri, sinirlilik, unutkanlık, kilo kaydı, kısırlık gibi etkileri görülebilir. Göz ve işitme problemleri, obezite, saç rengi değişiklikleri, hipertansiyon, kas sorunları, kalp rahatsızlıkları gibi sorunlara sebep olabilir. Bebeklerde ve çocuklarda ise büyüme ve gelişme problemlerine yol açar.

Manganın yüksek miktarda alınması ise memeli canlılarda zehirlenme (toksik) etkisi yapar. Zehirleme özelliği olan üç elementten biridir. Bunun yanında spazmlar, titreme ve ruhsal bozukluklar gibi durumlara da yol açabilir. Son yıllarda yapılan araştırmalara göre içme suyundaki mangan oranı arttıkça çocukların hafızalarında ve bilişsel yeteneklerinde gerileme olduğu tespit edildi. Başka bir araştırmada da, hamile kadınların fazla mangan alması sonucu doğan çocuklarda davranışsal bozukluklar yaşandığı belirlendi.

Mangan, insan vücuduna besinler aracılığı ile absorbe edilir. Mangan içeren besinlerin başında meyve ve sebzeler gelir. Bu besinlerden bazıları şunlardır; portakal, bezelye, kuşkonmaz, böğürtlen, ıspanak, ay çekirdeği, kabak çekirdeği, yeşil fasulye, ananas, avokado, deniz yosunu, istiridye, brokoli, kuru üzüm, yumurta, tahıllar, pancar, ahududu, pekmez, karanfil, çilek, zerdeçal, pırasa, muz, kivi, incir, havuç, badem, fındık, hindistancevizi…

Bunları Biliyor Musunuz?

• Dünyanın en büyük mangan rezervi Büyük Okyanus’un dibindeki yataklarda yer alır. Bu rezervin 110 milyar ton civarında olduğu tahmin edilmektedir.
  
• Dünyadaki okyanusların tabanında toplam 3 trilyon ton mangan bulunduğu tahmin ediliyor.
  
• En kaliteli mangan, yerkabuğu yüzeyine yakın yataklardaki filizlerden elde edilir.
  
• Çeliklerin sertliğini ve dayanıklılığını artırmak için ortalama 1 ton çelikte 7 kilogram mangan kullanılır.
  
• Dünyadaki insanların yaklaşık yüzde 40’ının mangan eksikliği sebebiyle ortaya çıkan hastalıklara maruz kaldığı tahmin edilmektedir.
  
• Latince “mıknatıs” anlamındaki “magnes” kelimesinden adını almıştır; ancak mangan manyetik değildir.
  
• Adını Yunanistan’ın Magnezya kentinde bulunan mangan cevherlerinden aldığı da belirtilir.
  
• Ametist taşı mor rengini mangandan alır.
  
• Mangan rezervi en çok bulunan ülkeler; Çin, Güney Afrika, Hindistan, Meksika, Brezilya, Rusya, Avustralya ve Gabon’dur.
  
• Türkiye’deki mangan rezervleri şu illerde bulunur; Adana, Artvin, Denizli, Erzincan, Gaziantep, Muğla, Rize, Trabzon, Zonguldak.