Марганець: корисні властивості, дозування та джерела, побічні ефекти

Марганець - це важливий мікроелемент, необхідний вашому організму у невеликих кількостях. Він необхідний для нормального функціонування вашого мозку, нервової системи та багатьох ферментних систем вашого організму.

У той час як ваше тіло зберігає до 20 мг марганцю у нирках, печінці, підшлунковій залозі та кістках, вам також потрібно отримувати його з продуктів харчування.

Марганець вважається важливою поживною речовиною, яка міститься у великих кількостях у насінні та цілісних зернах, а також у менших кількостях у бобових, горіхах, листових зелених овочах та чаї.

Ось 10 доведених наукою корисних властивостей марганцю.

1. Може покращити здоров'я кісток у поєднанні з іншими поживними речовинами

Марганець необхідний для здоров'я кісток, включаючи розвиток та підтримку кісток.

У поєднанні з такими поживними речовинами, як кальцій, цинк та мідь, марганець підтримує мінеральну щільність кісткової тканини. Це особливо важливо для людей похилого віку.

Дослідження показали, що близько 50% жінок у постменопаузі та 25% чоловіків віком 50 років і старших страждатимуть від переломів кісток, пов'язаних з остеопорозом (1).

Дослідження показують, що прийом марганцю з кальцієм, цинком та міддю може допомогти зменшити втрату кісткової тканини хребта у літніх жінок (2).

Крім того, однорічне дослідження за участю жінок зі слабкими кістками показало, що прийом добавок із цими поживними речовинами, а також вітаміном D, магнієм та бором може покращити кісткову масу (3).

Однак інші дослідження показують, що добавки, що містять лише кальцій та вітамін D, мають схожі ефекти.Отже, роль марганцю у здоров'я кісток досі досліджується (4, 5).

Резюме:

Марганець може відігравати позитивну роль у здоров'ї кісток, працюючи спільно з іншими вітамінами та мінералами, покращуючи щільність мінеральних речовин у кістках.

2. Сильні антиоксидантні властивості можуть знизити ризик захворювань

Марганець є частиною антиоксидантного ферменту супероксиддисмутази (СОД), який, можливо, є одним із найважливіших антиоксидантів у вашому організмі (6).

Антиоксиданти допомагають захистити від вільних радикалів, які є молекулами, здатними спричинити пошкодження клітин у вашому організмі. Вважається, що вільні радикали сприяють старінню, серцево-судинним захворюванням та деяким раковим захворюванням (7).

СОД особливо допомагає боротися з негативними ефектами вільних радикалів, перетворюючи супероксид (один із найнебезпечніших вільних радикалів) на дрібніші молекули, які не зашкодять ваші клітини (8).

В одному дослідженні за участю 42 чоловіків дослідники дійшли висновку, що низький рівень СОД та низький загальний антиоксидантний статус можуть відігравати більшу роль у ризику серцево-судинних захворювань, ніж загальний рівень холестерину або тригліцеридів (9).

Інше дослідження показало, що СОД є менш активним у людей з ревматоїдним артритом у порівнянні з людьми без цього захворювання (10).

Тому дослідники припустили, що належне споживання антиоксидантних поживних речовин може зменшити утворення вільних радикалів та покращити антиоксидантний статус у пацієнтів із захворюванням (10).

Оскільки марганець грає роль активності СОД, споживання мінералу може допомогти знизити ризик захворювання (11, 12).

Резюме:

Марганець відіграє важливу роль у формуванні та функціонуванні антиоксиданту супероксиддисмутази (СОД), який може допомогти зменшити пошкодження ваших клітин.

3. Допомагає зменшити запалення, особливо у поєднанні з глюкозаміном та хондроїтином.

Завдяки своїй ролі в якості частини потужного антиоксидантна супероксиддисмутази (СОД), марганець може зменшити запалення.

Дослідження показують, що СОД потенційно корисний як терапевтичний засіб для лікування запальних захворювань (13).

Докази підтверджують, що поєднання марганцю з глюкозаміном та хондроїтином може зменшити біль при остеоартрозі.

Остеоартроз вважається захворюванням суглобів, що призводить до втрати хрящової тканини та болю в суглобах. Синовіт, який є запаленням мембрани всередині суглобів, є критичною особливістю остеоартрозу (14).

В одному дослідженні за участю 93 осіб з остеоартрозом 52% з них повідомили про поліпшення симптомів через 4 та 6 місяців після прийому марганцю, глюкозаміну та хондроїтину (15).

Однак, здається, що тільки люди з незначним остеоартроз отримують користь від добавки. Люди з тяжкою формою захворювання не повідомляли про таке ж поліпшення стану (15).

Ще одне 16-тижневе дослідження за участю чоловіків із хронічним болем та дегенеративними захворюваннями суглобів показало, що прийом добавки допоміг зменшити запалення, особливо в колінах (16).

Резюме:

Мабуть, марганець може сприяти зменшенню запалення та болю, пов'язаного із запальними захворюваннями.

4. Відіграє роль у регулюванні рівня цукру в крові

Марганець, схоже, відіграє певну роль у регулюванні рівня цукру в крові.

У деяких видів тварин дефіцит марганцю може призводити до непереносимості глюкози, подібної до цукрового діабету. Проте результати досліджень людині неоднозначні.

Численні дослідження показали, що у людей з цукровим діабетом рівні марганцю нижчі (17, 18).

Дослідники все ще намагаються визначити, чи низький рівень марганцю сприяє розвитку цукрового діабету, чи діабет призводить до зниження рівня марганцю.

Крім того, марганець сильно концентрується у підшлунковій залозі. Він бере участь у виробництві інсуліну – гормону, який видаляє цукор із вашої крові. Таким чином, марганець може сприяти належній секреції інсуліну та допомагає стабілізувати рівень цукру в крові (19, 20).

Інші дослідження показали, що люди з цукровим діабетом мають нижчі рівні антиоксидантного ферменту марганцевої супероксиддисмутази (Mn-СОД), що додатково пов'язує низький рівень марганцю в крові із проблемами з цукром у крові (21).

Резюме:

Марганець має безліч функцій, які можуть допомогти регулювати рівень цукру в крові у вашому організмі. Низький рівень мікроелемента може негативно вплинути на контроль цукру в крові.

5. Пов'язаний із нижчими показниками епілептичних нападів

Інсульт є основною причиною епілепсії у дорослих віком від 35 років. Він викликається зменшенням кровотоку у вашому мозку (22).

Марганець – відомий судинорозширювальний агент, який допомагає розширити кровоносні судини, сприяючи ефективному перенесенню крові в тканини, такі як мозок. Адекватні рівні марганцю у вашому організмі можуть допомогти збільшити кровотік та знизити ризик деяких станів, таких як інсульт.

Крім того, частина марганцю, що міститься в організмі, знаходиться в мозку.Декілька досліджень показують, що рівні марганцю можуть бути нижчими у осіб із судомними розладами (23).

Проте неясно, чи зменшують напади рівень марганцю у вашому організмі, чи низький його рівень робить людей більш схильними до розвитку нападів (24).

Резюме:

Низькі рівні марганцю в організмі, мабуть, пов'язані з підвищеним ризиком епілептичних нападів, хоча зв'язок між мікроелементом та нападами ще не повністю зрозумілий.

6. Грає роль метаболізмі поживних речовин

Марганець допомагає активувати багато ферментів у метаболізмі та відіграє роль у різних хімічних процесах у вашому організмі.

Він допомагає при перетравленні та утилізації білків та амінокислот, а також метаболізмі холестерину та вуглеводів (25).

Марганець допомагає вашому організму використовувати ряд вітамінів, таких як холін, тіамін та вітаміни C та E, та забезпечує правильну функцію печінки.

Крім того, він працює як кофактор або помічник у розвитку, репродукції, виробництві енергії, імунній відповіді та регуляції активності мозку (25).

Резюме:

Марганець відіграє життєво важливу роль у метаболізмі поживних речовин, виступаючи як кофактор у різних хімічних процесах у вашому організмі.

7. Може зменшити симптоми ПМС у поєднанні з кальцієм

Багато жінок страждають від різних симптомів у певний час у їхньому менструальному циклі. Вони можуть відчувати тривогу, спазми, біль, перепади настрою та навіть депресію.

Ранні дослідження показують, що прийом комбінації марганцю та кальцію може допомогти покращити симптоми передменструального синдрому (ПМС).

Одне невелике дослідження, в якому брали участь 10 жінок, показало, що у жінок з низьким рівнем марганцю рівень болю та симптоми, пов'язані з настроєм, під час передменструації не залежали від кількості кальцію (26).

Однак результати непереконливі щодо того, чи пов'язаний цей ефект із марганцем, кальцієм або їх комбінацією.

Резюме:

У поєднанні з кальцієм марганець може діяти як натуральний засіб зменшення симптомів ПМС.

8. Може захистити ваш мозок від вільних радикалів та покращити функцію мозку

Марганець необхідний здорової функції мозку і часто використовується для лікування певних нервових розладів.

Це пов'язано з його антиоксидантними властивостями, особливо у зв'язку з його роллю функції потужного антиоксиданту супероксиддисмутази (СОД), здатного захистити від вільних радикалів, які в іншому випадку могли б пошкодити клітини мозку в нейронному шляху.

Крім того, марганець може зв'язуватися з нейромедіаторами та стимулювати швидший або ефективніший рух електричних імпульсів по всьому тілу. В результаті функція мозку може бути покращена (27).

Хоча для функціонування вашого мозку необхідні адекватні рівні марганцю, важливо зазначити, що занадто велика кількість цього мінералу може негативно впливати на мозок.

Ви можете отримати занадто багато марганцю, споживаючи більше, ніж допустима верхня межа споживання 11 мг на день, або надмірно вдихаючи його з навколишнього середовища. Це може призвести до симптомів хвороби Паркінсона, таких як тремор (28, 29, 30).

Резюме:

Марганець може допомогти мозку краще функціонувати, захищаючи цей орган від ушкоджень, спричинених вільними радикалами, та за рахунок покращення когнітивної функції.

9.Сприяє гарному здоров'ю щитовидної залози

Марганець є важливим кофактором для різних ферментів, що означає, що він допомагає цим ферментам функціонувати та правильно працювати у вашому організмі.

Він також відіграє роль у виробництві тироксину.

Тироксин є життєво важливим гормоном, вкрай необхідним для нормальної функції вашої щитовидної залози, яка допомагає підтримувати правильний апетит, метаболізм, вагу та ефективність органів (31).

В результаті дефіцит марганцю може спричинити гіпотиреоз або сприяти його розвитку, що може призвести до збільшення маси тіла та дисбалансу гормонів (31).

Резюме:

Марганець необхідний для виробництва тироксину та належного здоров'я та функціонування щитовидної залози.

10. Може допомогти у загоєнні ран, граючи роль у виробництві колагену

Мікроелементи, такі як марганець, важливі у процесі загоєння ран.

Лікування ран вимагає збільшення виробництва колагену.

Марганець необхідний для продукування амінокислоти проліну, яка необхідна для утворення колагену та загоєння ран у клітинах шкіри людини.

Ранні дослідження показують, що нанесення марганцю, кальцію та цинку на хронічні рани протягом 12 тижнів може покращити загоєння (32).

Проте перш ніж робити будь-які висновки потрібно більше досліджень про вплив марганцю на загоєння ран.

Резюме:

Марганець може допомогти у загоєнні ран, тому що відіграє роль в утворенні колагену в клітинах шкіри, але необхідні додаткові дослідження.

Дозування та джерела

Хоча для марганцю немає добової дози, що рекомендується, рекомендований адекватний рівень споживання (АУП) становить 1,8-2,3 мг на день. АУП для дітей різниться залежно від віку (30).

Допустима верхня межа споживання становить 11 мг на день для дорослих 19 років і більше. Як і цинк, мідь, селен і залізо, марганець вважається важким металом, і його надмірне споживання може бути небезпечним.

Марганець використовується терапевтично для усунення дефіциту та балансу цинку та міді. Він зазвичай приймається перорально, але може бути призначений внутрішньовенно для людей із явним дефіцитом.

Марганець містять багато продуктів. Його можна знайти в найбільших концентраціях в насінні і цілісних зернах, а також у менших кількостях у бобових, горіхах, листових зелених овочах та чаї.

Резюме:

Адекватне споживання марганцю є важливим для загального здоров'я, але не рекомендується приймати більше, ніж необхідно, оскільки він вважається важким металом, а надмірне споживання може виявитися небезпечним.

Побічні ефекти та потенційна шкода

Очевидно, дорослим досить безпечно споживати до 11 мг марганцю щодня (30).

Безпечна кількість для підлітків 19 років або молодших становить 9 мг на день або менше.

Організм здорової людини з функціонуючої печінкою та нирками здатний виводити з організму марганець, що надходить у надмірній кількості. Проте люди із захворюваннями печінки чи нирок мають бути обережними.

Більше того, дослідження показали, що люди із залізодефіцитною анемією можуть засвоювати більше марганцю. Тому люди із цим станом повинні стежити за споживанням мінералу (33).

Крім того, споживання надмірної кількості марганцю шляхом вдихання, що може статися при зварюванні, створює ризики для здоров'я. І тут марганець обходить нормальні захисні механізми організму (29, 34, 35).

Накопичення може призвести до пошкодження легень, печінки, нирок та центральної нервової системи.

Тривалий вплив може викликати симптоми хвороби Паркінсона, такі як тремор, сповільненість рухів, скутість м'язів та погана рівновага – це називається отруєння марганцем (28).

Більшість людей, які споживають марганець із їжі, не повинні турбуватися про надмірне споживання.

Резюме:

У той час як марганець безпечний у достатній кількості, люди із залізодефіцитною анемією та захворюванням печінки або нирок, а також ті, хто вдихають цей мінерал, мають бути обережними.

Підіб'ємо підсумок

• Без адекватного отримання марганцю з їжею багато хімічних процесів у вашому організмі можуть функціонувати неправильно.
• Мінерал грає безліч ролей, наприклад, він допомагає метаболізму, допомагає регулювати рівень цукру в крові, сприяє зменшенню запалення, зменшує передменструальні спазми та багато іншого.
• Щоб отримати найбільшу користь для здоров'я, обов'язково вживайте різноманітні продукти, багаті на марганець, такі як цілісні зерна та насіння. Якщо ви розглядаєте прийом добавок, спочатку поговоріть зі своїм лікарем.

Сертифікований лікар, який спеціалізується на сімейній медицині, геріатрії та інтегративній медицині. Досвід клінічної роботи лікарем від лікування захворювань до сімейної практики та невідкладної допомоги.

Продукти харчування багаті на марганець

Багато хто з нас, згадуючи про корисні мікроелементи і мінерали, в першу чергу говорять про кальцій, залозу або інший розрекламований нутрієнт. Люди, які більш ретельно стежать за своєю дієтою, можуть пригадати про користь продуктів, що містять, наприклад, цинк або магній. Але існує безліч речовин, чиї властивості менш відомі, проте для організму вони відіграють важливу роль. Один із таких – марганець.

Роль марганцю для людини

Про марганця (Mn) заговорили в 30-х роках минулого століття, коли дослідники дійшли висновку, що людський організм щодня потребує певної кількості цього мінералу. Зокрема, для нормального функціонування нервової системи та мозку. Було розраховано, що у тілі дорослої людини міститься приблизно 15-20 мг марганцю. Концентрується він у нирках, підшлунковій залозі, печінці та кістках.

• від нього залежить здоров'я кісткової тканини та активність метаболічних процесів;
• бере участь у формуванні сполучних тканин;
• сприяє засвоєнню кальцію;
• посилює працездатність гормонів щитовидної залози та статевих органів;
• регулює рівень цукру на крові.

Але, мабуть, найважливіша властивість марганцю в людському організмі – боротьба з вільними радикалами. Цей потужний антиоксидант відшукує в тілі і нейтралізує шкідливі частки, тим самим запобігаючи потенційним загрозам, які вони несуть.

Інші властивості

Для кісток. Як свідчать дослідження, зменшення кількості марганцю в організмі веде до погіршення стану кісток. Зокрема, змінюється кісткова матриця, сформована з комплексу мікроелементів та мінералів. Дефіцит одного з нутрієнтів веде до тотальних видозмін у її структурі. Зниження споживання продуктів, багатих на марганець, провокує втрату кісткової маси.

Для шкіри. Марганець необхідний вироблення ферменту пролидаза, що відповідає формування колагену (структурного компонента шкіри). До того ж, цей мінерал-антиоксидант захищає епідерміс від негативного впливу вільних радикалів і перешкоджає формуванню злоякісних клітин, що викликають онкологічні утворення.Крім того, марганець захищає від негативної дії УФ-променів. Як показують дослідження, дефіцит продуктів, що містять цей елемент, майже завжди виявляється висипом, який проходить після відновлення мінерального балансу.

Для підтримки рівня цукру. Марганець входить до мікроелементів, від яких залежить адекватність глюконеогенезу (перетворення різних біоречовин на цукор). Зазвичай цей процес не може протікати без участі деяких ферментів, а вони, своєю чергою, вимагають присутності в організмі Mn. Вчені не беруться однозначно стверджувати, що існує взаємозв'язок між кількістю цього мінералу в організмі і розвитком діабету. Але в результаті дослідів виявлено: дефіцит Mn веде до підвищення цукру в крові.

Захист від вільних радикалів Як зазначалося, марганець є потужним антиоксидантом, який захищає організм від негативного впливу вільних радикалів. У людей, які дотримуються дієти з низьким вмістом Mn, часто підвищується кількість вільних радикалів, виникають проблеми зі шкірою, з'являються ознаки астми.

Джерела в їжі

Багато корисних продуктів харчування містять у собі запаси марганцю. Зокрема, чудові джерела цього мікроелемента є серед зернових, бобових, овочів та фруктів.

Більшість їх лише в 1 порції містять майже 100-відсоткову добову норму Mn. Наприклад, в 100 г вівсянки є близько 96 % від добової норми марганцю.

У харчових продуктах мінерал зберігається відносно добре. Після варіння найбільше марганцю залишається в бобових (відзначаються незначні втрати мікроелемента при термічній обробці). Дещо більше нутрієнта під впливом високої температури втрачається в інших овочах.Проте рівень втрат легко скоротити, якщо мінімізувати час приготування їжі та контакт з водою. Наприклад, якщо шпинат варити недовго, втрати марганцю скоротяться приблизно на 10 відсотків.

Як скласти меню, насичене марганцем

Джерел Mn серед натуральних продуктів харчування не так вже й мало. Тому навіть за гострого дефіциту мікроречовини нескладно скласти меню з їжі, насиченої корисним елементом. Бажаєте підвищити концентрацію мінералу в організмі? Тоді рекомендації дієтологів допоможуть правильно підібрати продукти для денного раціону.

Зразкове меню

Сніданок. Відмінним варіантом для ранкової трапези стане вівсянка зі свіжою малиною. Обидва продукти містять високу кількість марганцю.

Обід. Приготувати ситний і смачний обід, багатий на марганець, – не проблема, оскільки майже всі овочі містять у собі цей елемент. Як перша гаряча страва підійде суп із зеленої квасолі або буряк (буряк – найбагатший Mn-джерело). Цей нутрієнт міститься в інгредієнтах більшості супів: моркви, цибулі, часнику та інших. На друге як гарнір приготувати рис (в ідеалі – коричневий) з яловичиною та салат із листових овочів із соєвим соусом. Завершити трапезу десертом – свіжим соком із полуниці чи винограду.

Вечеря. На завершення дня можна побалувати себе вітамінним шпинатом з гречкою, або овочевим або фруктовим салатом. Перед сном випити чашку чаю з м'яти чи меліси.

Протягом усього дня як корисні перекуси підійдуть різні види горіхів (мигдаль, фундук, арахіс, фісташки, кокос), фрукти та ягоди (інжир, ківі, банани, ананаси та всі тропічні фрукти, ожина, полуниця).

Харчовий дефіцит

Типовий раціон «м'ясоїдів» містить приблизно 2-7 мг марганцю на добу. А ось «травоїдні» здатні забезпечувати себе майже 10 мг елемента щодня (норма – 5-10 мг/добу). Тому дуже важко знайти дефіцит Mn, дотримуючись різноманітного меню, багатого на овочі. І більшість продуктів із нашого щоденного столу – чудові джерела марганцю.

Але не варто виключати можливість розвитку Mn-дефіциту, причиною якого можуть стати різні проблеми зі здоров'ям (найпоширеніша - порушення всмоктування корисних речовин).

Швидше за все, людина отримує недостатньо марганцю з їжею, якщо:

• з'явилися ознаки гіпертонії;
• погіршилася робота серця;
• болять кістки;
• підвищився холестерин;
• погіршилися зір, слух та пам'ять.

Дуже сильний дефіцит мінералу може призвести до жіночого безпліддя, остеопорозу, раку підшлункової залози, кардіологічних проблем.

Взаємодія з іншими речовинами

Як показали дослідження, організм інтенсивніше всмоктує марганець із їжі при залізодефіциті. Надлишок феруму, навпаки, перешкоджає поглинанню Mn.

Кальцій та магній також впливають на інтенсивність (трохи погіршують) всмоктування марганцю із продуктів харчування. Але не варто лякатися, ця умова працює тільки за наявності наявного Mn-дефіциту.

Здоровій людині отруїтися марганцем з продуктів харчування практично нереально (верхній допустимий рівень споживання для дорослих – 11 мг на добу). Але в деяких людей надлишок мінералу можливий навіть без використання фармакологічних біодобавок. Так як у деяких продуктах концентрація цього мікроелемента досить висока, а при проблемах системи травлення адекватність поглинання нутрієнтів порушується. Наприклад, якщо щодня вживати їжу, що містить максимальну кількість марганцю, швидше за все рекомендована добова норма трохи перевищуватиметься. Дієтологи розрахували: найбільш адекватна добова доза марганцю: 2 мг на 2000 кілокалорій.

Пам'ятайте про ці правила, і тоді будь-яка їжа буде не тільки на радість, а й на користь.

Більше свіжої та актуальної інформації про здоров'я на нашому каналі у Telegram. Підписуйтесь: https://t.me/foodandhealthru

Спеціальність: терапевт, лікар-рентгенолог, дієтолог.

Загальний стаж: 20 років.

Місце роботи: ТОВ "СЛ Медікал Груп" м. Майкоп.

Освіта: 1990-1996, Північно-Осетинська державна медична академія.

Марганець

Сфера знань: Загальні питання хімії Символ: Mn Атомний номер: 25 Група елементів: Перехідні метали Відносна атомна маса: 54,938045 а. е. м. Радіус атома: 140 пм Електронегативність: 1,55 од. за шкалою Полінг Агрегатний стан: Тверде Щільність при н. у.: 7,47 г/см³ Температура плавлення: 1246 °C Температура кипіння: 2061 °C

Марганець

Марганець (лат. Manganum, від лат. magnes - магніт або magnesia nigra - чорна магнезія), Mn, хімічний елемент VII групи короткої форми (7-ї групи довгої форми) періодичної системи; атомний номер 25, атомна маса 54938045; відноситься до перехідних елементів. У природі представлений одним стабільним ізотопом 55 Мн; штучно отримані радіоізотопи з масовими числами 44-69.

Історична довідка

З'єднання марганцю були відомі задовго до відкриття цього елемента. У Стародавньому Єгипті найпоширеніший мінерал марганцю – піролюзит застосовували при виробництві скла та керамічних виробів. Довгий час піролюзит називали чорною магнезією і вважали різновидом магнітного залізняку (магнетиту). У 1774 р. К. В. Шееле показав, що піролюзит - з'єднання невідомого металу, а інший шведський хімік Ю. Ган, нагріваючи мінерал із сумішшю деревного вугілля та нафтової олії, виділив металевий марганець. Зразок містив велику кількість домішок; високочистий марганець отримано у 1930-х роках. електроліз розчинів солей марганцю.

Поширеність у природі

Середній вміст марганцю у земній корі 0,1 % за масою. У вільному вигляді у природі не зустрічається.Відомо більше 300 мінералів, з яких близько 10 мають промислове значення. , брауніт , гаусманіт , родохрозит і ін. (див. статті Марганцеві гірські породи, Марганцеві руди). містять 15-30% марганцю). У біосфері марганець енергійно мігрує в відновлювальних умовах і окислювальний середовищі. пустелях в умовах лужного окисного середовища марганець малорухливий і культурний рослини потребують марганцевих мікродобрив .

Властивості

Конфігурація зовнішньої електронної оболонки атома марганцю 3d 5 4s 2 ; Mn 2+ рівні відповідно 717,3 та 1509,0 кДж/моль; атомний радіус 140 пм (емпіричний). Mn 5+ 47, Mn 6+ 39,5, Mn 7+ 39 (координаційне число 4);

У компактному вигляді марганець – сріблясто-білий крихкий твердий метал. Має 4 кристалічні модифікації: нижче 700 °C стійка α-форма з кубічними об'ємноцентрованими гратами з 58 атомами в елементарному осередку; в інтервалі 700–1079 °C – β-форма з кубічними об'ємноцентрованими гратами з 20 атомами в комірці; в інтервалі 1079–1143 °C – γ-форма з тетрагональними гранецентрованими гратами; вище 1143 - δ-форма з кубічною об'ємноцентрованими гратами. У сфері стійкості γ-форми марганець пластичний, що має значення при створенні сплавів. Марганець парамагнітний, t_пл 1246 °C; _tкіп 2061 °C, щільність марганцю 7470 кг/м 3 (20 °C).

На повітрі поверхня металевого марганцю покривається тонкою оксидною плівкою, яка оберігає метал від подальшого окиснення. У дрібнодисперсному стані марганець хімічно активний. При нагріванні взаємодіє з киснем (утворюється суміш оксидів марганцю різного ступеня окислення), азотом (утворюючи нітриди з Mn₄N, Mn₂N, Mn₃N₂), серою ( сульфіди MnS, MnS₂, Mn₃S₄), вуглецем ( карбіди Mn₃C, Mn₂₃C₆, Mn₇C₃, Mn₅C₆), фосфором ( фосфіди Mn₂P, MnP та ін), кремнієм (силіциди Mn₂Si, MnSi, Mn₂Si₃, що відіграють важливу роль у процесах отримання технічно чистого металу), іншими неметалами. Марганець енергійно взаємодіє з галогенами, утворюючи переважно дигалогеніди. З воднем марганець не реагує, але поглинає значні кількості з утворенням твердих розчинів . При кімнатній температурі марганець повільно реагує із водою, при нагріванні – швидше.Розчиняється в розведеній соляній та азотній кислотах і в гарячій концентрованій сірчаній кислоті утворюючи солі Mn 2+ . З розчинів солей Mn 2+ [наприклад, карбонату MnCO₃, нітрату Mn(NO)₃, сульфату MnSO₄] при водневому показнику pH 8,7 осаджується погано розчинний у воді гідроксид Mn(OH)₂. З розчинами лугів марганець не реагує. При нагріванні у вакуумі марганець легко випаровується (навіть із сплавів). При взаємодії з рідкісноземельними елементами, алюмінієм, германієм, золотом, бериллієм, оловом, вісмутом, хромом та ін. утворює інтерметаліди. Більшість металів розчиняється в окремих модифікаціях марганцю та стабілізує їх; наприклад, Cu, Fe, Co, Ni стабілізують γ-модифікацію, що має важливе значення для отримання сплавів на основі марганцю, що піддаються пластичної деформації ( кування , прокатки , штампування ).

Зі збільшенням ступеня окиснення зростають окисні та кислотні властивості сполук марганцю. Так, оксиди та гідроксиди Mn 2+ мають основні властивості, оксиди та гідроксиди Mn 4+ та Mn 7+ – кислотні; сполуки, що відповідають ступеню окиснення +7 (наприклад, перманганат калію KMnO₄), - сильні окислювачі. Про солі кислот, що не існують у вільному стані, марганцю див. у статті Манганати.

Біологічна роль

Марганець відноситься до мікроелементів: необхідний для правильного розвитку клітин біологічних тканин, впливає на ріст кісток, утворення гормонів щитовидної залози, функцію центральної нервової системи та статевих залоз, репродуктивну функцію; є активатором ряду ферментів (аргінази, холінестерази та ін), бере участь в окисно-відновних процесах фотосинтезу та інших біохімічних процесах.Зміст марганцю в рослинних організмах – соті, у тваринних організмах – тисячні частки відсотка. концентрується в кістковій тканині, печінці, нирках, підшлунковій залозі. людини в марганці становить 2,0-5,0 мг і підвищується при фізичних навантаженнях, нестачі сонячного світла. Основна кількість марганцю надходить з їжею.

Отримання

У промисловості найчистіший марганець (до 99,70–99,98 % Mn) одержують електролізом водних розчинів MnSO₄ у присутності (NH₄)₂SO₄ при pH 8,0-8,5. Вихідною сировиною служать марганцеві руди, переробка яких включає випал з метою переведення містяться в руді сполук марганцю в оксиди, вилуговування обпаленої руди сірчаною кислотою, очищення отриманого розчину. алюмінієм, кремнієм або вуглецем. Алюмотермічне відновлення з гаусманіту або прожареного піролюзиту відбувається за схемою: 8 A l = 9 M n + 4 A l 2 O 3 Відновленням залізовмісних руд марганцю (у відповідних пропорціях Fe₂O₃ та MnO₂) коксом в доменних або електродугових печах отримують феромарганець;Очищення марганцю проводять дистиляцією у вакуумі, переплавленням в атмосфері аргону. Обсяг світового виробництва марганцю близько 20 млн т/рік (2021).

Застосування

Близько 90% одержуваного марганцю використовується в чорної металургії для легування, розкислення та десульфурації сталі (у середньому витрачається близько 8-9 кг марганцю на 1 т сталі, що виплавляється). Марганець застосовується також при виплавці різних сплавів, що не містять заліза (марганцовистої бронзи, марганцевої латуні, манганіну, магнієвих та алюмінієвих сплавів), а також для створення на металевих поверхнях антикорозійних покриттів. З'єднання марганцю застосовують як антидетонатори моторного палива, при виготовленні гальванічних елементів, трансформаторів та інших радіотехнічних пристроїв, скла, емалі та глазурі, барвників, сикативів, каталізаторів, високотемпературних напівпровідникових матеріалів, мікродобрив та ін.

Багато сполук марганцю токсичні, вражають центральну нервову систему та інші органи, потрапляючи в організм головним чином через дихальні шляхи.

Зіміна Галина Володимирівна. Перша публікація: Велика російська енциклопедія, 2011.

Опубліковано 28 лютого 2023 р. о 13:21 (GMT+3). Останнє оновлення 28 лютого 2023 р. о 13:21 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією