錳的發(fā)現(xiàn)和用途
化學先生 / 2019-05-20
古希臘思想家泰利斯從美格尼西亞(小亞細亞的一座城市名)獲得了種能吸鐵的黑色礦物樣品，把它叫做“美格尼斯”( magnes，“磁鐵石”magtte一詞由此而來)。羅馬博物學家普利尼把秦利斯稱作的“美格尼斯”(磁鐵石)與另一種礦物(軟鐵錳)搞混了，他把后者也稱作“美格尼斯”在中世紀，人們又把普利尼搞錯了的“美格尼斯”進一步曲解，錯拼為“孟戈尼斯”( Manganese)。舍勒為當時被稱為“脫燃素的新金屬”命名時，就沿用了這個被錯拼的名字“孟戈尼斯”( Manganese，軟錳礦的通稱)，漢語中譯為“錳。
古代煉金術(shù)常用黑錳礦(即軟錳礦)做漂白玻璃的材料。當時人們分不清黑苦土與黑錳礦的區(qū)別。18世紀70年代以后，治金工業(yè)的發(fā)展促使人們對各種礦物進行研究，其中包括軟錳礦(MnO2)。瑞典著名化學家、礦物學家貝格曼曾對軟錳礦進行研究，他認為錳不是存在于堿土族化合物的苦土礦中并指出軟錳礦中含有一種新金屬的氧化物，但未把這種新金屬還原出來。之后，舍勒花了3年工夫，做了種種試驗，于1774年確定軟錳礦中含有新金屬的氧化物，并為該新金屬定名錳＂( Manganese)。這些試驗資料為后來的甘恩從軟錳礦中制取金屬錳打下了基礎。
1774年瑞典礦物學家甘恩將一只坩堝盛滿潮濕的木炭粉，再把油調(diào)過的軟錳礦放在木炭正中，用泥密封加熱1小時后，發(fā)現(xiàn)一組扣大的錳粒。
錳是銀灰色的金屬，很像鐵，但比鐵要軟一些。如果錳中含有少量的雜質(zhì)一碳或硅，它就變得非常堅硬，而且很脆。不過，純凈的金屬錳在人們的眼中沒有多少用途，因為它比鐵還容易生銹，在潮濕的空氣中，不ー會兒C變得灰頭土腦的，原來它的表面已生成了一層氧化錳。而且，錳的熔點也沒有鐵高，機械強度也遠不及鋼鐵，而價格卻比鋼鐵貴得多，因此人們幾乎不生產(chǎn)金屬錳，而大量生產(chǎn)鋼鐵。
錳最重要的用途是制造合金一錳鋼。
錳鋼的牌氣十分古怪而有趣:如果在鋼中加入2％～3％的錳，那么所制得的低錳鋼簡直脆得就像玻璃一樣，亠敲就碎。然而，如果加人13％以上的錳，制成高錳鋼，那么它就變得既堅硬又富有韌性。把高錳鋼加熱到淺橙色時，它就變得十分柔軟，人們很容易把它加工成各種零件。
大家知道，鋼鐵在遇到磁體時就會被吸引過去，但人們發(fā)現(xiàn)，只要在鋼里加進14％的錳后就不再被磁體吸引了，這種特別的錳鋼很適用于做軍艦的舵室和跟羅盤很接近的鋼鐵部件。
現(xiàn)在，人們大量用錳鋼來制造耐磨的機器零件和鐵軌、橋梁等。在上海文化廣場觀眾廳的屋頂，采用當時新穎的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，用幾千根錳鋼鋼管焊接而成。在縱76米，橫138米的扇形大廳里，中間沒有一根柱子。由于用錳鋼作為結(jié)構(gòu)材料，非常結(jié)實，而且用料比別的鋼材省，平均每平方米的屋頂只用45千克錳鋼，所以現(xiàn)在樓房的屋頂，大多都是用錳鋼做成的。
錳不但在工業(yè)生產(chǎn)中有特殊的貢獻，而且對所有的有機體來說，無論是植物，還是動物，它都是必需的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，缺錳會使莊稼患上一種怪病一一缺綠癥。
植物缺錳為什么就不綠了呢?這是因為光合作用的過程必須有錳參加才學元大的能順利進行下去。植物進行光合作用的器官就好像是串聯(lián)在一起的成千上萬個電池，是由許多能進行光合作用的單元組成的。每個單元都能接收光，把二氧化碳和水變成糖。每一個這樣的單元中，至少含有兩個錳離子，才能使光合作用持續(xù)不斷地進行下去。
有的人也許會問:我們?nèi)梭w中究竟含有多少錳呢?
據(jù)科學家們推算，錳在人體中的庫存約為16毫克。每天被我們吃掉的食物所含的錳不管有多少，都大約有5％可以被吸收。
你們或許會十分驚語:這樣下去不是人體組織里的錳會越來越多嗎?
實際上并非如此。原來人體內(nèi)有一個“專門機構(gòu)”在控制錳的量，多余的錳離子會被它排出體外，所以人體內(nèi)錳的含量比較穩(wěn)定。
那么，這個專門“機構(gòu)”的奧秘是什么呢?現(xiàn)在這還是一個未解之謎，等你們長大之后，掌握了豐富的科學知識，一定會把它的秘密弄清楚的。
20世紀50年代，在南美洲的一個偏僻小鎮(zhèn)里，發(fā)生了這樣一件古怪的事情:本來這里的人身體都很健康，可突然間，先后有幾十人發(fā)了瘋病，他們時而大哭，時而大笑，四肢僵直，行動古怪…
這是什么原因呢?
當?shù)氐木炀趾歪t(yī)院組成了聯(lián)合調(diào)查組，經(jīng)過仔細的檢查，發(fā)現(xiàn)這些發(fā)了瘋的人的身體中含有的金屬錳離子要比正常人高得多。
原來，過多的錳離子進入人體后，會損害人的神經(jīng)系統(tǒng)，開始時使人頭疼、腦昏、記憶力衰退，過些時間后會使人精神反常，瘋瘋癲癲，顯出各種丑態(tài)。
那么，這些錳離子從何而來呢?原來，這個鎮(zhèn)子里的人飲用的是河水，在上游有一家治煉廠，經(jīng)常向河水中排放廢水，這些廢水中含有很多的錳離子，它們順水漂流而下，鎮(zhèn)里的人飲用之后，它們就進入了人體，等到時機成熟，就開始“為非作歹”，使人發(fā)瘋。
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