Mangan

Allgemeine Eigenschaften
Name Mangan, engl. "manganese"
Formelzeichen Mn
Ordnungszahl 25
Isotope (%) 55Mn - 100
Alle Isotope künstlich nein
  • Reines Mangan ist ein silberweißes, sehr hartes und sprödes Metall
  • Mangan ist sehr unedel, es löst sich leicht in verdünnten Säuren unter Bildung von Mangan(II)-Salzlösungen und Wasserstoff. Bereits von Wasser wird Mangan bei Raumtemperatur angegriffen, an offener Luft verbrennt es zu Mangan(II,III)-oxid (Mn3O4).

 

Chemische Eigenschaften
Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 1,55 (II)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p63d54s2
Oxidationszahlen +7, +6, +4, +3, +2
bevorzugt +2

 

Physikalische Eigenschaften
Mittlere Atommasse (u) 54,938049 ± 9
Dichte (g/cm3) 7,43
Schmelztemperatur (°C) 1244
Siedetemperatur (°C) 1962
Härte (Mohs) 6
Atomradius (pm) 137
Ionenradius (pm bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 46 (+VII)
1. Ionisierungsenergie (kj/mol bei 25° C) 724

 

Radioaktive Eigenschaften
Alle Isotope radioaktiv nein
Langlebigstes Isotop  
Halbwertszeit  
Strahlungsart  

 

Geschichtliches
1774
  • Entdeckung durch J. G. Gahn (Stockholm, Schweden)
  • Das Element wurde früher "Manganesium" genannt.

 

Vorkommen
  • Natürlich kommt Mangan nur in Form seiner Verbindungen vor. 
  • Von besonderer Bedeutung sind dabei die Manganoxide, wie z.B. Pyrrolusit (MnO2), das Bestandteil vieler Eisenerze und der in der Tiefsee vorkommenden Manganknollen ist.

 

Verwendung
  • Legierungsbestandteil
  • Zur Desoxidation von Eisen und Stahl
  • Als Grundstoff zur Darstellung von Braunstein (MnO2) und Kaliumpermanganat (KMnO4)

 

Herstellung
  • Meist als Eisen-Mangan-Legierung im Hochofen

 

Nachweis
Mangan(II)
  • Phosphorsalzperle
    • Oxidationsflamme:
      • heiß: violett (amethystfarben)
      • kalt: violett - braun (je nach Sättigung)
    • Reduktionsflamme:
      • farblos
  • Durch Oxidation zu MnO4-

    • 2 Mn2+ + 5 S2O82- + 8 H2O ----> 2 MnO4- + 10 SO42- + 16 H+

    • 2 Mn2+ + 5 PbO2 + 4 H+ ----> 2 MnO4- + 5 Pb2+ + 2 H2O

    • Als Oxidationsmittel eignen sich Ammoniumperoxodisulfat in schwefelsaurer Lösung bei Gegenwart von Silber(I)-Ionen als Katalysator (ansonsten nur Oxidation zu MnO2), Bleidioxid und Bismutat(V) in salpetersaurer Lösung und Hypobromit in alkalischer Lösung.

Permanganat

 

Biologische Bedeutung
  • Mensch
    • Essentielles Spurenelement
    • Der erwachsene menschliche Körper enthält ca. 30 - 40 mg Mangan, im Serum finden sich 5 - 20 µg/dl. 
    • Der Tagesbedarf liegt bei 2 - 5 mg.
    • Mangan steigert die Wirkung von Thiamin, ist Cofaktor von Enzymen (z.B. Superoxiddismutase, Arginase, saure Phosphatase) und aktiviert die Glykosyltransferasen im Rahmen der Biosynthese von Oligosacchariden und Glykoproteinen.
    • Die biologische Halbwertszeit beträgt durchschnittlich 17 Tage und schwankt zwischen 3 und 25 Tagen.
    • Manganmangel kann zur Sterilität und zu Knochenfehlbildungen führen.
  • Pflanze
    • Essentielles Spurenelement
    • Bei manchen Pflanzen führt Mangan-Mangel zur Ausbildung einer Chlorose.
    • Mangan ist an der Photolyse des Wassers beteiligt.

 

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