แมงกานีส (Mn)

1503

แมงกานีส (Mn) เป็นธาตุโลหะชนิดหนึ่งที่อยู่ในกลุ่มธาตุทรานสิชันหมู่ VIII B คาบที่ 4 ในตารางธาตุ จัดเป็นธาตุที่มีประโยชน์มากต่อทางด้านอุตสาหกรรมโลหะ รวมถึงเป็นธาตุที่มีประโยชน์ต่อพืช สัตว์ และร่างกายมนุษย์

advertisement

ลักษณะเฉพาะ
• ชื่อภาษาอังกฤษ : Manganese
• สัญลักษณ์ : Mn
• เลขอะตอม : 25
• น้ำหนักอะตอม : 54.938
• จุดหลอมเหลว : 1,240 องศาเซลเซียส
• จุดเดือด : 2,097 องศาเซลเซียส
• เลขออกซิเดชัน : +3
• รัศมีไอออน : 0.66 อังสตรอม
• เลขออกซิเดชัน : +2
• รัศมีไอออน : 0.80 อังสตรอม
• รัศมีอะตอมเท่า : 1.17 อังสตรอม
• ความหนาแน่น : 7.44 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร

แมงกานีส

ขอบคุณภาพจาก attilatrading.wordpress.com

แหล่งแมงกานีสในไทย
แมงกานีสสามารถพบแมงกานีสได้ในแร่ pyrolusite (MnO2)และแร่ psilomelane มักพบแมงกานีสเกี่ยวข้องกับแร่เหล็กเสมอ มีแหล่งสำคัญบริเวณแถบจังหวัดภาคเหนือ ได้แก่ ตาก เชียงราย เชียงใหม่ ลำพูน สุโขทัย และทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ได้แก่ เลย และสระแก้ว

แมงกานีส2

ขอบคุณภาพจาก thai.alibaba.com

ประโยชน์แมงกานีส
1. ใช้เป็นส่วนผสมในการหล่อเหล็กกล้าแมงกานีส
2. ใช้เป็นส่วนผสมกับโลหะอื่นเพื่อเสริมความแข็งแรง และทนทานต่อการสึกหรอ การกัดกร่อนในสภาวะต่างๆ โดยเฉพาะโลหะที่เป็นส่วนประกอบของเครื่องจักรหนัก เช่น รถไถ รถตัก เป็นต้น
3. ใช้เคลือบผิวโลหะเพื่อป้องกันการเกิดสนิม และเสริมความแข็งแรง
4. ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตถ่านไฟฉาย
5. ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตลวดเชื่อมโลหะ

บทบาทแมงกานีสต่อร่างกายมนุษย์ และสัตว์
แมงกานีส เป็นธาตุที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของร่างกาย และมีความสำคัญต่อการพัฒนาระบบสืบพันธุ์ โดยหากร่างกายขาดธาตุแมงกานีสจะทำให้ร่างกายพัฒนาการสู่ความเป็นหนุ่มสาวช้า ระบบอวัยวะสืบพันธุ์ทั้งในเพศหญิง เพศชาย และในสัตว์มีความปกพร่อง มีลูกยาก หากมีลูกมักมีความบกพร่องหรือเกิดความผิดปกติของร่างกาย โดยความต้องการแมงกานีสของร่างกายจะต้องการมากในอายุเข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ และในช่วงการตั้งครรภ์

บทบาทแมงกานีสต่อพืช
แมงกานีสจะถูกพืชดูดซึมในรูป Mn2+ โดยมีบทบาทสำคัญ ดังนี้
1. เป็นตัวควบคุมกระบวนการ oxidation reduction potential ในพืชที่ทำงานร่วมกับธาตุเหล็ก
2. มีบทบาทในกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช โดยทำหน้าที่เป็นตัวเร่งการทำงานของเอนไซม์หลายชนิด
3. ช่วยในกระบวนการสังเคราะห์เอนไซม์ในพืชหลายชนิด เช่น oxidase, peroxidase, dehydrogenase และkinase
4. ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นกระบวนการเมทาบอลิซึมของเหล็ก และไนโตรเจนในพืช
5. กระตุ้นการทำงานที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการย้ายฟอสเฟต
6. ทำหน้าที่ลดปริมาณออกซิเจนของสารประกอบไนโตรเจน
7. เป็นองค์ประกอบของสารที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แป้ง และน้ำตาล

การขาดแมงกานีสในพืช
ระดับความเข้มข้นวิกฤตของแมงกานีสที่พบในพืชอยู่ระหว่าง 10-20 มิลลิกรัม/กรัม น้ำหนักแห้งของใบ หากความเข้มข้นของแมงกานีสที่พืชได้รับต่ำกว่านี้ จะทำให้กระบวนการสังเคราะห์แสงของพืชลดลง ปริมาณคลอโรฟิลล์ลดลง แต่ไม่มีผลต่อการหายใจ และการคายน้ำของพืช

อาการขาดธาตุแมงกานีสในพืชทั่วไปจะพบใบมีสีเหลืองบริเวณระหว่างเส้นใบ เพราะขาดสารคลอโรฟิลล์ แต่เส้นใบจะยังคงมีสีเขียวอยู่ และเมื่อมีอาการขาดธาตุแมงกานีสอย่างรุนแรงจะทำให้เกิดเซลล์ตายตามบริเวณระหว่างเส้นใบ และมักพบจุดสีขาวหรือเหลืองบนใบ การเติบโตช้า ไม่มีการออกดอก และติดผล

อาการขาดมงกานีสในพืชใบเลี้ยงคู่จะพบจุดสีขาวที่เส้นกลางใบของใบอ่อน  ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการขาดธาตุแมงกานีส ส่วนในข้าวจะพบจุดสีเขียวไหม้บริเวณฐานใบ ส่วนในพืชที่มีฝักจะเกิดฟองสีขาวที่ใบเลี้ยง และฝักมีลัหษณะซีดลง

พิษแมงกานีส
พิษของแมงกานีสต่อมนษย์จากการที่มนุษย์ได้นําแมงกานีสในแหล่งแร่ตามธรรมชาติออกมาใช้ซึ่งอาจพบว่ามีการปนเปื้อนอยู่ในสิ่งแวดล้อมจํานวนมากบริเวณเหมืองแร่โรงงานถลุงแร่แมงกานีสโรงงานผลิตโลหะผสม โรงงานเชื่อมโลหะด้วยไฟฟ้า และโรงงานทําถ่ายไฟฉาย โดยส่วนใหญ่อยู่ในรูปของแมงกานีสไดออกไซด์ซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีรายงานว่าคนงานเหมืองแร่แมงกานีสและชาวบ้านที่อาศัย
น้ําในลําธารใกล้เหมืองแร่แมงกานีสในการอุปโภคบริโภคที่อําเภอร่องกว้าง จังหวัดแพร่ มีชาวบ้าน และคนงานจํานวนหลายคนเกิดเป็นโรคสมอง และประสาทพิการคล้ายโรคมินามาตะชาวบ้านแถว
นั้นเรียกว่าอาการดังกล่าวว่า “โรคเอ๋อ” (เอ๋อ หมายความว่า บ้าใบ้) เพราะผู้ป่วยไม่สามารถพูดได้ชัดเจนเหมือนปกติ มีอาการคล้ายคนบ้า มีการชักกระตุก และอัมพาต ไม่รู้สึกตัวเป็นบางโอกาส
สาเหตุที่แท้จริงเนื่องมาจากการได้รับพิษจากแมงกานีสที่กระจายในอากาศในบริเวณเหมืองแร่ และในแม่น้ำลําธาร ถึงแม้จะไม่มีอาการเฉียบพลันของพิษจากแมงกานีสให้เห็นชัดเจน แต่พิษสะสม
เรื้อรัง มีอันตรายร้ายแรง ทําให้ร่างกาย และสมองพิการได้ อาจไม่ถึงตาย และใช้เวลาในการได้รับพิษสะสมเป็นเวลานาน

เมื่อแมงกานีสเข้าสู่ร่างกายแล้วไปสะสมอยู่กับหมู่ –SH ของโปรตีนในเซลล์ของระบบประสาทและสมอง เพราะแมงกานีสทําให้มีการฝ่อของสมอง มีอาการปวดหัวง่วงนอน ซึมเซา มีตะคริวที่ขา มีการโต้ตอบทางประสาทเพิ่มขึ้น มีอารมณ์แปรปรวน และมีใบหน้าตึงเครียด ขาดการยิ้มแย้มแจ่มใส จากการตรวจทางโลหิตวิทยาของผู้ป่วยที่ได้รับพิษจากแมงกานีสพบว่า จํานวนเม็ดเลือดแดงมีมากกว่าปกติเล็กน้อย จํานวนเม็ดเลือดขาวชนิดนิวโทรฟิล (neutrophil)ลดลง ในด้านภูมิคุ้มกันวิทยา ฝุ่นแมงกานีสที่เข้าไปอยู่ในเนื้อเยื่อของปอดจะทําให้มีความต้านทานต่อเชื้อโรคลดลง ทําให้ป่วยเป็นโรคนิวโมเนีย และภาวะการอักเสบแทรกซ้อนบ่อย ๆ เนื่องจากมีการรายงานว่า แมงกานีสรบกวนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในเซลล์ จึงถือว่าแมงกานีสเป็นทั้งมูทาเจนทำ(mutagen) และ คาซิโนเจนท์ (carcinogen) ซึ่งในการรักษาพิษของแมงกานีส จําเป็นต้องรักษาตามอาการที่ปรากฏ

น้ำประปาถ้ามีปริมาณแมงกานีสที่สูงกว่า 0.1 มิลลิกรัม/ลิตร อาจทําให้เสื้อผ้ามีรอยเปื้อนและถ้าปริมาณแมงกานีสสูงกว่า 0.18 มิลลิกรัม/ลิตร จะทําให้คุณสมบัติทางกายภาพของน้ําขุ่น น้ำเกิดสี และการการตกตะกอนในท่อน้ำ
น้ําประปาจึงไม่ควรมีแมงกานีสเกินกว่า 0.1 มิลลิกรัม/ลิตร (ยุภาพันธ์ ทองไทย, 2552)(1)

แมงกานีสในน้ำ และอาหารจะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของคุณภาพอาหาร และน้ำ โดยทั่วไปแมงกานีสจะทำปฏิกิริยากับแทนนินในอาหารหรือเครื่องดื่มต่างๆทำให้เกิดตะกอนดำจนอาหารหรือเครื่องดื่มไม่น่ารับประทาน และมีรสเปลี่ยนไป

 การกำจัดแมงกานีสออกจากน้ำ
แมงกานีสสามารถถูกกำจัดออกจากน้ำบาดาลหรือน้ำเพื่อการอุปโภค-บริโภคได้ด้วยกระบวนการออกซิไดส์ให้อยู่ในรูปของแมงกานีสไดออกไซด์ (MnO2) ตามด้วยกระบวนการตกตะกอน และการกรอง สารที่ใช้สำหรับการออกซิไดส์ ได้แก่ ออกซิเจนจากอากาศ คลอรีน และโพแทสเซียมเปอร์มังกาเนต โดยมีปฏิกิริยาตามด้านล่าง
1. ออกซิเจนออกซิไดส์

Mn2+ + O2 + H2O → MnO2 (s)+ 2H+

2. คลอรีนออกซิไดส์

Mn2+ + Cl2 + 2H2O → MnO2 (s) + 2Cl+ 4H+

3. โพแทสเซียมเปอร์มังกาเนตออกซิไดส์

3Mn2+ + 2MnO4 + 2H2O → 5MnO2 (s) + 4H+

เอกสารอ้างอิง
10

advertisement