استات منگنز (II)

Manganese(II)acetate

استات منگنز (II)، یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی C4H6MnO4 است،که معمولاً به‌صورت  بلورهای صورتی‌رنگ ودر شکل تترا هیدرات خود با فرمول Mn(CH3CO2)2·4H2O، مشاهده می‌شود.این ترکیب حاصل واکنش نمک‌های منگنز با اسید استیک است ،که  در آن منگنز در حالت اکسیداسیون 2+ قرار دارد.بدلیل  ترکیب خاص یون‌های منگنز و گروه‌های استات، این ماده هم در صنایع و هم در تحقیقات علمی  کاربردهای متنوعی دارد.

ساختار مولکولی استات منگنز (ll)

ساختار مولکولی استات منگنز (II) نمونه‌ای جذاب از یک ترکیب کوئوردیناسیونی است که منگنز در حالت اکسیداسیون 2+ قرار دارد. یون منگنز (II) ,در مرکز قرار دارد و معمولاً با اتم‌های اکسیژن از لیگاندهای استات کوئوردینه می‌شود.در فرم هیدراته ،مولکول‌های آب نیز در کوئوردیناسیون شرکت می‌کنند و یک هندسه هشت‌وجهی در اطراف یون منگنز ایجاد می‌کنند، که به دلیل تعاملات الکترونیکی لیگاندهای شرکت‌کننده، کمی از تقارن کامل منحرف شده است.

      

‌لیگاندها : یونهای استات (-C2H3O2) به‌عنوان لیگاندهای دو دندانه‌ عمل می‌کنند، به این معنا که از طریق هر دو اتم اکسیژن به یون مرکزی منگنز متصل می‌شوند.هر یون استات از طریق گروه کربوکسیلات خود (-COO) به منگنز متصل می شود و در نتیجه یک کمپلکس کیلیت ایجاد می کند،که بر پایداری ترکیب تأثیر می‌گذارد.حضور لیگاندهای استات ،همچنین می تواند بر خواص مختلف ترکیب از جمله حلالیت، واکنش پذیری و نقش آن به عنوان یک کاتالیزور در واکنش های شیمیایی تأثیر بگذارد.

تقارن: ساختار این ترکیب ,تحت تأثیر تقارن کره‌ی کوئوردیناسیون قرار دارد. استات منگنز تتراهیدرات معمولاً تقارن بلوری تری‌کلینیک را نشان می‌دهد.

پیوندها: پیوندهای منگنز-اکسیژن،کووالانسی باکمی ویژگی یونی هستند و این پیوندها به‌واسطه اتم‌های اکسیژن الکترونگاتیو در گروه‌های استات تشکیل می‌شوند.

خواص فیزیکی و شیمیایی استات منگنز (II)

                           

حالت فیزیکی : استات منگنز (II) به طور معمول به صورت یک جامد بلورین صورتی کمرنگ, در فرم هیدراته خود دیده می‌شود. فرم بدون آب آن که کمتر رایج است، به رنگ سفید مایل به زرد میباشد.

حلالیت: این ترکیب در آب بسیار محلول است .همچنین در حلال‌های قطبی مانند اتانول و متانول حل شده و محلول‌های صورتی رنگ تشکیل می‌دهد ،که به دلیل حضور یون‌های منگنز هیدراته میباشد.

چگالی: فرم هیدراته این ترکیب ،چگالی در حدود 1.59 گرم بر سانتی‌متر مکعب دارد.

نقطه ذوب: فرم هیدراته با گرم شدن تجزیه شده و آب خود را از دست می‌دهد. فرم بدون آب آن ،در دمای حدود 210-240 درجه سانتی‌گراد با تجزیه ذوب می‌شود.

خواص مغناطیسی: استات منگنز(II) ،بدلیل وجود پنج الکترون جفت‌نشده در یون منگنز ،خاصیت پارامغناطیسی دارد. وزن مولکولی استات منگنز (II) تقریباً 173.03 گرم در مول است. وزن ترکیب، همراه با ویژگی های فیزیکی آن، برای محاسبات استوکیومتری در واکنش های شیمیایی بسیار مهم است.

خواص شیمیایی

             

واکنش ردوکس : استات منگنز(II) می‌تواند به عنوان یک عامل کاهنده ،عمل کرده یا در واکنش‌های اکسایش-کاهش شرکت کند. به عنوان مثال، می‌تواند به حالت‌های اکسایش بالاتر مانند +Mn3 اکسید شود.

پایداری حرارتی : هنگام حرارت دادن، استات منگنز(II) تجزیه شده و اکسیدهای منگنز (مانند MnO، Mn₃O₄، یا Mn₂O₃) را تشکیل می‌دهد ،که این فرآیند به وجود  دما و اکسیژن بستگی دارد. این ویژگی در کاتالیز و سنتز مواد کاربرد دارد.

واکنش‌های اتصال متقابل: به عنوان پیش‌ماده‌ای در واکنش‌های ارگانومتالیک، مانند واکنش‌های اتصال متقابل (Cross-Coupling)، استفاده می‌شود که در آن کمپلکس‌های منگنز پیوندهای جدیدی ایجاد می‌کنند.

واکنش‌های استریفیکاسیون : لیگاندهای استات در استات منگنز(II) می‌توانند در واکنش‌های استریفیکاسیون یا جانشینی با الکل‌ها یا اسیدهای کربوکسیلیک دیگر شرکت کنند.

توانایی بافر شدن : به عنوان نمکی از یک اسید ضعیف (اسید استیک) و یک باز ضعیف (Mn(OH)₂)، استات منگنز( (II) می‌تواند در شرایط خاص ،به عنوان یک بافر عمل کند. محلول‌های آن معمولاً pH کمی اسیدی تا خنثی دارند.

روش های تولید استات منگنز (II)

1. واکنش بین اکسید منگنز (II) و اسید استیک

 یکی از ساده‌ترین روش‌ها برای تولید استات منگنز (II) واکنش بین اکسید منگنز (MnO) (II)  و اسید استیک (CH3COOH) میباشد.هنگامی که اکسید منگنز (II) در اسید استیک حل می شود، استات منگنز (II) و آب را تشکیل میشود:

MnO + 2CH3COOH → Mn(CH3COO)2 + H2O

عوامل مؤثر بر واکنش شامل دما، غلظت واکنش دهنده ها و حضور حلال ها یا کاتالیزورهای اضافی میباشد.به عنوان مثال، افزایش دما می تواند سرعت واکنش را افزایش میدهد. علاوه بر این، استفاده از اسید استیک غلیظ ،می‌تواند کارایی واکنش و در نتیجه بازدهی محصول را افزایش دهد.

2- خنثی‌سازی نمک‌های منگنز

روش دیگر تولید ، واکنش‌ نمک‌های منگنز (مانند MnCl₂ یا MnSO₄ با استات سدیم (CH₃COONa)می باشد.این واکنش در محیط آبی انجام می‌شود.استات سدیم یک باز مزدوج اسید استیک ضعیف (CH3COOH) است ,که به طور کامل در آب تجزیه نمی شود. در عوض، محلول آبی کمپلکس استات فلز و سولفات سدیم را تشکیل می دهد.

‏MnSO4(aq) + 2NaC2H4O2(aq) → Mn(C2H4O2)_2(aq) + Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

سولفات سدیم به صورت رسوب جدا شده و با فیلتراسیون حذف می‌شود.

3-روش های الکتروشیمیایی

این روش ها کارآمد ، کم هزینه وسازگار با محیط زیست هستند.الکترولیز فلز منگنز یا اکسید منگنز در حضور اسید استیک یا استات سدیم،امکان تولید استات منگنز با خلوص بالا را برای کاربردهای خاص فراهم میکند. پس از سنتز، استات منگنز، معمولاً کریستالیزه می‌شود تا ناخالصی‌ها حذف و فرم بلوری هیدراته آن ،یعنی Mn(CH₃COO)₂·4H₂O بدست آید.کریستال‌ها در هوای آزاد یا در خلأ و در دماهای پایین خشک می‌شوند ,تا هیدراته باقی بمانند.

کاربردهای رایج صنعتی و آزمایشگاهی

استات منگنز (II) یک ترکیب شیمیایی چندمنظوره است ،که کاربردهای متنوعی در تحقیقات آزمایشگاهی و فرآیندهای صنعتی دارد:

–  کاتالیست در سنتز آلی:

این ترکیب ،بطور گسترده به عنوان یک کاتالیزور در سنتز آلی ، در واکنش‌های اکسیداسیون، مانند اکسیداسیون آلکن‌ها به اپوکسیدها استفاده میشود.

 – آنالیز یون فلزی:

استات منگنز (II) ،در شیمی تجزیه برای تشخیص و تعیین کمیت منگنز ،در نمونه‌های مختلف استفاده می‌شود. استفاده از این ترکیب در واکنش‌های تشکیل کمپلکس ،به توسعه روش‌های تحلیلی انتخابی، مانند سنجش‌های اسپکتروفتومتری کمک می‌کند.

 – بیوشیمی:

یون‌های منگنز (II) ،برای تعدادی از فرآیندهای  آنزیمی ،حیاتی هستند. استات منگنز (II) اغلب به عنوان منبع یون منگنز 2+ در مطالعات آنزیمی استفاده می شود ,که توانایی افزایش فعالیت متالوآنزیم ها را دارد .

کاربردهای صنعتی

 –تولید رنگدانه و سرامیک:

    

به عنوان منبع منگنز برای تولید رنگدانه‌هایی مانند آبی منگنز و بنفش منگنز استفاده می‌شود.در لعاب سرامیکی ،این ماده می‌تواند به ایجاد لعاب‌های مات یا نیمه‌شفاف کمک کند.تأثیرات آن بر شفافیت لعاب به دما و ترکیب شیمیایی لعاب بستگی دارد.این ماده می‌تواند به بهبود چسبندگی لعاب به سطح سرامیک نیز ، کمک کند.

فرآیندهای پتروشیمی : به عنوان کاتالیز، در تولید اسید ترفتالات و مشتقات آن ،که در ساخت پلی‌استرها ضروری هستند ،عمل می‌کند.

صنعت باتری : منگنز به عنوان ماده کاتدی، به ویژه در باتری های لیتیوم یونی استفاده می شود. استات منگنز (II) را می توان برای سنتز اکسید منگنز، که یک جزء کلیدی در فناوری باتری است، استفاده کرد ، که عملکرد و پایداری باتری را افزایش می دهد.

کشاورزی :

استات منگنز به دلیل حلالیت بالا در آب ،می‌تواند به عنوان یک منبع تأمین منگنز ،در کودهای مایع یا جامد استفاده شود.این کودها ، برای پیشگیری از کمبود منگنز در گیاهان به کار می‌روند.منگنز در سیستم‌های آنزیمی مرتبط با فتوسنتز و متابولیسم کربوهیدرات‌ها ،نقش کلیدی دارد. تأمین منگنز از طریق استات منگنز، می‌تواند عملکرد فتوسنتزی گیاه را بهبود بخشد.

کاربردهای زیست ‌محیطی: در فرآیندهای تصفیه آب ،برای حذف آلاینده‌هایی مانند سولفید هیدروژن ،استفاده می‌شود.در تصفیه فاضلاب ،برای اکسیداسیون آلاینده‌های آلی و معدنی کاربرد دارد.

استات منگنز (II) نسبت به بسیاری از ترکیبات فلزی مشابه، اقتصادی‌تر است.همچنین بدلیل سازگاری بالا ، قابلیت استفاده در طیف گسترده‌ای از فرآیندهای شیمیایی و صنعتی را دارد.با پیشرفت‌ در تحقیقات و فناوری، انتظار می‌رود که کاربردهای  صنعتی و آزمایشگاهی بیشتری برای این ترکیب ،معرفی شود.

ایمنی و خطرات

                    

در حالی که استات منگنز (II) به طور کلی در صورت استفاده صحیح ، ایمن در نظر گرفته می شود، رعایت تمام پروتکل های ایمنی ضروری است. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت ،می تواند اثرات نامطلوبی بر سلامتی داشته باشد. تماس مستقیم با این ماده می‌تواند باعث تحریک چشم و پوست شود.استنشاق ذرات ریز این ماده ،ممکن است سیستم تنفسی را تحریک کند.این ترکیب به‌طور مستقیم قابل اشتعال نیست، اما ممکن است در اثر حرارت تجزیه شده و گازهای سمی مانند اکسیدهای منگنز و اسید استیک آزاد کند.

در ظروف دربسته مناسب، در محیطی خنک، خشک و با تهویه مناسب نگهداری شود.هنگام کار با این ماده شیمیایی باید از تجهیزات حفاظت فردی مناسب، (PPE) استفاده شود و شرایط نگهداری مناسب برای جلوگیری از غیرفعال شدن یا تخریب این ترکیب ،باید حفظ شود.

خطرات زیست ‌محیطی:

ترکیبات منگنز برای موجودات آبزی مضر هستند و ممکن است در بلند مدت  اثرات مضری بر اکوسیستم های آبی داشته باشند.

از تخلیه این ماده در آب‌های سطحی، فاضلاب یا خاک اکیداً خودداری کنید.نظارت مستمر بر محل دفع و تأیید انطباق با استانداردهای محیط‌زیستی الزامی است.با رعایت این اصول، خطرات ناشی از استات منگنز (II)،میتواند به حداقل برسد.

قیمت و خرید استات منگنز

برای سفارش استات منگنز کاتالیستی با مناسب‌ترین قیمت، با شماره‌های زیر تماس بگیرید: