Mangan

Hööftartikel:Isotopen vun Mangan
Iso	VN	t_½	VO	VE(MeV)	VP
⁵²Mn	nee	5,591d	ε	-	⁵²Cr
			β⁺	0,575	⁵²Cr
			γ	0,7; 0,9; 1,4
⁵³Mn	nee	3,74×10⁶a	ε	-	⁵³Cr
⁵⁴Mn	nee	312,3 d	ε	-	⁵⁴Cr
⁵⁴Mn	nee	312,3 d	γ	0,0834
⁵⁵Mn	100 %	Mnis mit 30Neutronenbestännig.

Mangan[maŋˈɡaːn] (vun’tfranzööschmanganèse„swart Magnesia “) is encheemsch Elementut datPeriodensystem,dat to de Grupp vun deÖvergangselemententellt un en Metall is. Mangan hett datAtomtekenMnun deAtomtall25.

Historie

Manganverbinnen bruukt de Minsch al vele Dusend Johren lang. Farven, de FarvpigmentenutMangandioxidbargt, laat sik över 17.000 Johren torüch nawiesen. De Römers un Ägypters hebbt Manganverbinnen bruukt bi’t Herstellen vun Glas to’n Infarven oder to’n Wegnehmen vun Farv. De Spartaners hebbt Iesenierz, dat Mangan barg, för’t Herstellen vun jemehr Wapen bruukt. Liekers mutt dat as Spekulatschoon gellen, dat de hoge Gööd vun de Wapen op disse Iesen-Mangan-Legeeren torüchtoföhren weer.

In’t 17. Johrhunnert hett de ChemikerJohann Rudolf GlauberPermanganat herstellt. Mitt vun’t 18. Johrhunnert is Manganoxid to’n Herstellen vunChlorbruukt worrn. In’t Johr1774hett de sweedsche ChemikerCarl Wilhelm Scheeleopdeckt, datBruunsteenkeen Iesenierz is, man en bit dorhen noch nich bekannt Metall bargen müss. Op sien Anregen hen künnJohan Gottlieb Gahnnoch in’t glieke Johr to’n eersten mol elementar Mangan ut Bruunsteen ruttokriegen, neemlich dörRedukschoonmit Kahl. Anfang vun’t 19. Johrhunnert güng dat los mit’n Insetten vun Mangan bi’t Iesenmaken. 1816 weer bekannt, dat Mangan de Fastigkeit beter maken de, ahn dat dat Metall spröder warrt.

Vörkamen

Mangan kummt op de Eer teemlich veel vör. Dat Element hett ruchweg en Andeel vun 900ppman deEerdköstun is dormit na’t Iesen de tweetmännichsteSwormetall.Bekannte Lagersteden gifft dat in verscheden Länner as Süüdafrika (Hotazel), Georgien (Tschiatura), Russland, de Ukraine, Australien (Groote Eylandt), Brasilien, Gabun, Indien, China, Mexiko, Bukrina Faso, Ghana un Marokko.

Düütschland hett blots wenig Manganvörkamen. En poor Steden sünd ü.a. de SiegerlännerSpatiesensteenbezirk,de middlereDöringer WooldbiIlmenauun deHorzbiIlfeld.Gröttere Mengden Mangan leegt an’n Grund vun deDeepsee.Se hebbt groten Andeel an deManganknollenunMangankösten,de dor opdeckt worrn sünd.

Dat gifft en Reeg vun natürlich vörkamen Manganmineralen:

PyrolusitMnO₂,en vun fiefModifikatschonenvun’t Mangandioxid
BruunitMn₂O₃,Manganit Mn₂O₃· H₂0
HausmannitMn₃O₄
Manganspat (Rhodochrosit)MnCO₃
RhodonitMnSiO₃
Psilomelan(de „swarte Glaskopp “" ), en Mangandioxid, dat Na-, K- un Ba- bargt.
Manganosit,MnO

Winnen un Dorstellen

Jüst so asChromierzenkünnt deIerzenvun Mangan nich dör Kahl op de elementare Form reduzeert warrn. Dat liggt doran, dat sik dorbi bestännigeCarbiden.För vele technische Anwennen vun Mangan asFerromangankünnt Mischen ut Iesen- un Manganierz insett un mit Kohlenstoff reduzeert warrn.

Metallsch Mangan warrt vör allen dörElektrolysvun Mangan(II)-sulfat-Lösen herstellt: $\mathrm {2\ MnSO_{4}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ Mn+2\ H_{2}SO_{4}+O_{2}}$

Dat gifft noch’n annern Weg, Mangan op dat Element to reduzeeren, man de Mathood warrt nich faken anwennt. Dat passeert överaluminothermscheoder silicothermsche Verfohren.

Egenschoppen

Mangan is en grau-witt, hard un bannig sprööd Swormetall, dat in een poor Egenschoppen mit dat Iesen vergliekbor is. Na en annere Born schall aver Mangan, dat afsluut free vun Kohlenstoff is,duktilwesen.

Mangan gifft dat in allOxidatschoonsstopenvun -3 bit +7. Dormit is Mangan dat Element, dat de meisten Oxidatschoonstostännen innehmen kann. Vör allen liggt Mangan aver in de Oxidatschoonsstopen +2, +4 un +7 vör. Üm eenige vun de mööglichen Oxidatschoonstallen hentokriegen sünd bannig dulle Bedingen nödig.

Cheemsch verhollt sik Mn²⁺faken as dat Ca²⁺un is ok in de Laag, in bioloogsche Systemen an den sien Steed to pedden, as to’n Bispeel in de Knaken. Mn⁺⁷in de Form vun Permanganat is en faken bruukt un teemlich starkOxidatschoonsmiddel.In elementare Form is Mangan teemlich unbestännig. Water grippt dat Metall ünner Billn vunWaterstoffan. In verdünnte, nicht oxideeren Süren löst sik dat Metall ok op. In de Warmsreageertdat mitBor,Kohlenstoff,Silizium,Stickstoff Phosphor,Suerstoff,Swevelun mit deHalogenen.Mit Waterstoff reageert Mangan ünner Billn vunHydrid.An deLuftbillt Mangan en Oxidschicht ut, de dat Element schulen deit un dat Mangan bestännig holt.

Mangan gifft dat in tweeModifikatschonen.α-Mnkristalliseertin de kuubsch-ruumzentreerten Packen mit 58 Atomen un veer verscheden Lagen in deElementarzell.De Atomen sünd in Form vunFriauf-Polyedersanordent. β-Mn kristalliseert in de kuubsch-primitiven Packen mit 20 Atomen un 2 verscheden Lagen in de Elementarzell.

Nawies

För deNawiesreakschoonin’nKationenscheedgangwarrt Mangan(II)-Kationen in’t so nöömte „Alkalische Bad “– dat is en ischen ut konzentreertWaterstoffperoxidunNatriumhydroxid– to Mangan(IV)-Kationen oxideert. Dat Mangan(IV)-oxid-Hydroxid „Bruunsteen “warrt denn dör Kaken in konzentreerteSalpetersüürlöst un mit Blie(IV)-oxid to dat vigelettPermanganatopoxideert:

Opoxideeren to’t Mangan(IV)-Kation in’t alkalische Bad:

\mathrm {Mn^{2+}+H_{2}O_{2}+2\ OH^{-}\longrightarrow MnO(OH)_{2}\downarrow +\ H_{2}O}

Mangan(II)-Ionen ahn Klöör reageert in’t alkalische Bad to bruun Manganoxiddihydroxid, de as Nedderslag utfallt, un Water.

Nawies as Permanganat mit Blie(IV)-oxid:

\mathrm {2\ Mn^{4+}+3\ PbO_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ MnO_{4}^{-}+3\ Pb^{2+}+4\ H^{+}}

Bruun Mangan(IV)-Ionen reageert mit Blie(IV)-oxid un Water to vigelette Permanganat-Ionen, Blie(II)-Ionen un Waterstoff-Ionen.

Ok deBoraxperlwarrt to’n qualitativen Nawies vun eenige Metallen bi’nKationenscheedgangin deanalytischen Chemieverwennt. Wenn Mangan-Ionen togegen sünd fravt se sik in de Oxidatschoonszoon vigelett.

Verwennen

Vun wegen sien hogeAffinitätto Swevel un Suerstoff un ok sien warkstoffverbetern Egenschoppen is Mangan vun grote Bedüden in deMetallindustrie.Ruchweg 90 bit 95 % vun dat Mangan oderFerromangandat weltwiet herstellt warrt gaht in de Iesen-, Stahl- un Sünnerwarkstoffprodukschoon:

DesoxidatschoonunEntswevelnvunIesenunStahl
billig Metall an de Steed vunNickelin korrosionsbestännige Eddelstahlen
bannig Fastigkeit ropsetten Tosatzstoff förLegeerenin Stahl
Kopper-Mangan-(Nickel-)Legeerenas t. B.Manganinför temperaturunafhangigeWedderstännen
Aluminium-Mangan-Legeeren
Utdehnlegeerenmit gresig hogenUtdehnkoeffizient,to’n Bispeel aktive Schalters utBimetall

Mangandioxiddeent as Oxidatschoonsmiddel inDröögbatterien.

De Nafraag an Mangan warrt op afsehbor Tiet nich na ünnen gahn, wieldat keen ökonoomsch sinnvulle Methoden bekannt sünd, de beter insett warrn künnt.

Physiologie

Bunnen Mangan is en essentiellSporenelementför all Leevwesen. Dat is en bedüden Bestanddeel vun veleEnzymenun sett ok de Ümsetten vun’tVitamin B1hooch. Wichtig is Mangan ok för deInsulinprodukschoonin deBuukseverdrüüs.In Planten finnt sik in’nPhotosystem IIenKomplexmit veer Mangandeelken. Disse Komplex is dorför dor, Water optosplitten un dorut Elektronen to winnen.^[1]

De Lief vun’n Minschen bargt ruchweg 10 bit 20 mg Mangan, dat is ungefähr 0,1-0,3ppm.Dat meiste dorvun is in de Knaken bunnen. Man schall an’n Dag üm un bi 4 mg Mangan opnehmen. Veel Mangan is to’n Bispeel inNööt,Vullkoornprodukten, Kiemlingen,EerdberenoderKakao.Wenig Mangan is dorgegen inMelk,Mineralwater un ok in manch Drinkwater.

Sekerheit

In’n Vergliek to de meisten annern Swormetallen is Mangan teemlich unproblemaatsch. De meisten Vebrinnen sünd nich sünenrlich gefährlich, un Fäll vun Vergiften dör Opnahm vun Manganverbinnen över’n Mund sünd so goot as nich bekannt.

Gefährlich is aver de anhollen Manganopnahm över’t Atensystem as Stoff. Dat is giftig un föhrt to’nManganismus.Vun disse Krankheit weern vör allen Bargarbeiters befallen, aver ok Mitarbeiters vun Batteriefabriken. Se wiest sik vör allen dör motoorsch Stören vergliekbor mit denMorbus Parkinsondör Anriekern vun’t Mangan in deBasalganglien.Dordör sünd ok alPsychosenun Ännern vun’t Wesen utlöst worrn. In’n Gegensatz to’n Morbus Parkinson is de Manganismus aver gegenöver de normalen Therapieformen (Levopoda) resistent. De Kontakt mit Permanganat kann to Verätzen föhren.

Verbinnen

Kaliumpermanganatwarrt as teemlich starkOxidatschoonsmiddelin Labors insett. In de Medizin warrt dat as frisch ansett waterige Lösen (0,05 bit 1%) för’t Desinfizeeren vun de Huut bruukt un to’n buteren Behanneln vun infekschöös Huutkrankheiten. Jüst so warrt dat bi’t Behanneln vun parasitärFischkrankheiteninsett.
Manganoxide
- Mangandioxiddeent as Oxidatschoonsmiddel in Dröögzellen (Batterien vun’n Tyyp Zink-Kahl, Alkali-Mangan un Lithium). As Glasmakerseep warrt dat insett, üm de Klöör ut iesenhollige Glassmölten ruttokriegen. Dat Oxid kompenseert de gele Klöör vun de Fe³⁺-Ionen dör en vigelett Farven.
Ferromanganas Tosatz toLegeerenin de metallurgschen Industrie.
Himbeerspat (Rhodochrosit,Mangancarbonat) is en rosa bit bloodroot Mineral to’n Herstellen vun Smuckstenen.

Borns

↑Kaim, W., Schwederewski, B.: Bioanorganische Chemie, Zur Funktion chemischer Elemente in Lebensprozessen. 4. Oplaag, Teubner-Verlag, Wiesbaden, 2005.