ELEMENTDATEN
Position von Mangan im PSE

Mangan (OZ: 25)
7. Nebengruppe
Mangangruppe
Normalzustand
Feststoff - Metall
hart, spröde, silberfarben, kubische Gitterstruktur
7439-96-5
25
54,93805
3,60

124,0 pm
91 (+2) pm
117 pm
Konfiguration [Ar] 3d5 4s²
Oxidationszahlen 7, 6, 4, 3, 2, 0, -1
Ionisierungseng. 7,435
Dichte 7,44 g/cm³

1,55
1,6
3,72 eV

1517.0 K
1244 °C
2370.0 K
2097 °C
Natürliche Isotope
Mn-55: 100%
Entdeckung
1774
Gahn
Schweden
hartes, sprödes, silberfarbenes Metall; kubische Gitterstruktur

Mangan

Symbol: Mn
Ordungszahl: 25

7. Nebengruppe (Mangangruppe)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Biologische Bedeutung
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

magnes (lat.): magnetisch; ursprünglich wurde das Element Manganesium genannt; um Verwechslungen mit zu vermeiden, wurde es später in Mangan umbenannt. (engl.: manganese)

nach oben

Entdeckung

Die Entdeckung von Mangan ist an Braunstein gebunden. Braunstein − Mangan(IV)-oxid − war schon den Römern zur Zeitenwende bekannt. Sie glaubten, daß dieser mit dem Magneteisenstein verwandt sei, den sie 'Magnes' nannten. Konsequenterweise nannten sie den Braunstein 'Pseudomagnes'. Die Vorstellung, daß Braunstein eisenhaltig sei, sollte bis zum 18. Jahrhundert unwidersprochen bleiben. Diesen Irrglauben konnte erst C.W. Scheele 1774 ausräumen. Bei seiner Untersuchung entdeckte er eine neue 'Erde', die gewisse Ähnlichkeiten zu Calciumoxid zu haben schien. Eine genaue Analyse gelang Scheele jedoch nicht. Dies gelang noch im selben Jahr dem Schweden Johann Gottlieb Gahn, der Scheele später in einem Brief davon unterrichtete, er habe ein neues Metall erhalten, das er 'Manganesium' taufte. Etwas mehr als 30 Jahre nach dieser Entdeckung erhielt es seinen heute gültigen Namen, um Verwechslungen mit dem 1808 von Davy gefundenen zu vermeiden. Wirtschaftliche Bedeutung erlangte das Schwermetall um 1860, als es im Hochofenverfahren gelang, Legierungen mit zu bilden.

nach oben

Vorkommen

Der Anteil von Mangan am Aufbau der Erdkruste wird auf etwa 0,09 Gewichtsprozent geschätzt. Nach ist es das häufigste Schwermetall und steht in der Elementhäufigkeit immerhin an zwölfter Stelle. In der Natur tritt es niemals gediegen in Erscheinung. Mangan ist allgemein verbreitet und ist in allen Böden zumindest in Spuren vorhanden. Mangan-Erze sind häufig mit Eisenvorkommen vergesellschaftet. Es gibt zahlreiche Mangan-Mineralien, z.B.: Braunstein (Pyrolusit), Braunit, Hausmannit, Manganit, Manganspat und Rhodonit.

Die größten Vorkommen an Mangan findet man in Südafrika und der GUS. Wichtige Förderländer sind auch Australien, Brasilien, Indien. Große Mengen des Metalls befinden sich in sog. 'Manganknollen' am Grund der Ozeane. Diese Erzknollen enthalten neben Mangan auch andere Metalle wie Eisen, Kupfer, Nickel, Titan, etc. Ihre Förderung wäre also durchaus interessant, ist aber wegen der Tiefseebedingungen schwierig und kann nur mit Spezialrobotern erfolgen.

nach oben

Eigenschaften

Mangan ist ein hartes, sprödes, silberfarbenes Metall, das eine kubische Gitterstruktur%Kugelpackung aufweist. Nach der Mohs'schen Einteilung%MohsscheHarte hat es den Härtegrad 5,0. An Luft oxidiert und wird langsam grau. Als feinverteiltes Pulver neigt es zur Selbstentzündung. Selbst kaltes Wasser greift das Metall langsam an. Von Säuren wird es schnell zersetzt, wobei Mangan(II)-salze gebildet werden. Entsprechend seiner Elektronenkonfiguration ist die höchst mögliche Oxidationszahl +7. Generell sind zwar alle Stufen zwischen +7 und -3 möglich, die bevorzugte ist aber +2. Bis zu einem gewissen Grad ähnelt Mangan in seinen chemischen Eigenschaften seinem Gruppennachbarn Eisen. − Wichtige Mangan-Verbindungen sind zum Beispiel Mangan(II)-carbonat, Mangan(II)-chlorid, Mangan(II)-oxid, Mangan(IV)-oxid und Mangan(II)-sulfat sowie Kaliumpermanganat.

nach oben

Biologische Bedeutung

Das Element ist für alle biologischen Organismen essentiell. Besonders für Pflanzen ist es ein wichtiger Mikronährstoff. Manganmangel bewirkt bei höheren Pflanzen Wachstumsstörungen; ein Überschuß verursacht eine Chlorose. Mangelerscheinungen beim Menschen sind praktisch nicht bekannt und selbst hohe Überdosen werden gut verkraftet. Der Tagesbedarf liegt bei 0,4 − 10 mg. − Umweltschäden durch Mangan sind nicht bekannt. Hauptemittenten des Metalls sind Stahlwerke. Obwohl Mangan relativ geringe Toxizität hat, kann eine Dauerexposition mit Manganstäuben beim Menschen zu Stoffwechselschäden und Nervenstörungen führen. Deshalb wurde im Arbeitsschutz ein Grenzwert definiert: Der MAK-Wert in Deutschland für Manganstaub liegt bei 5 mg/m³. Zu akuten Vergiftungserscheinungen kommt es bei der oralen Aufnahme Kaliumpermanganat. Einige Mangansalze stehen in Verdacht, krebserzeugende Wirkung zu haben.

nach oben

Isotope

Mangan hat nur ein stabiles Isotop: Mn-55. Außerdem sind 11 Radionuklide bekannt, von denen Mn-53 mit 3,7 Millionen Jahren die längste Halbwertszeit hat. Am schnellsten verfällt Mn-49 mit 384 Millisekunden. Der Gammastrahler Mn-55 (HWZ.: 312 Tage) hat mit der kernphysikalischen Forschung eine gewisse Bedeutung.

nach oben

Verwendung

Die Angaben über die Reserve an Mangan-Erzen schwanken erheblich: schätzungsweise 1,5 bis 3,6 Milliarden Tonnen sind vorhanden. Jährlich wird weltweit eine Menge zwischen 29 und 33 Millionen Tonnen Erz gefördert. Reines Mangan hat keine technische Bedeutung, da es viel zu spröde ist. Dagegen spielt es als Legierungsbestand zu und anderen Metallen eine große Rolle. Knapp 90% der Gesamtmenge wird in Eisen-Legierungen weiterverarbeitet. Mangan wird auch in Trockenbatterien und Akkus verwendet. Außerdem wird es bei der Herstellung von Keramiken eingesetzt und ist Ausgangsprodukt bei der Kaliumpermanganat-Herstellung.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Mangan
http://www.uniterra.de/rutherford

© 1995 - 2006  Uniterra - Berlin
Alle Rechte vorbehalten.