Periodensystem 
Periodensystem |
|
|||
|
|
|||
|
| Eigenschaften:
Reines Mangan ist ein stahlgraues, sehr hartes und sprödes Schwermetall. Es kommen vier Modifikationen vor, die beim Erhitzen auf 740°C, 1075°C und auf über 1140°C zugänglich sind. Mangan ist ein schlechter Leiter von Strom und Wärme, die elektrische Leitfähigkeit beträgt nur 0,86% des Silbers. Magan ist ein relativ unedles Metall, sein Normalpotential ist noch niedriger als Zink. Mit Wasser reagiert es bereits bei Zimmertemperatur unter Wasserstoffentwicklung. Mit verdünnten Mineralsäuren reagiert es unter Bildung von Mangan(II)-salzen. Mit konzentrierter Schwefelsäure entsteht Schwefeldioxid und Mangan(II)-sulfat, mit konzentrierter Salpetersäure Stickstoffdioxid und Mangan(II)-nitrat. Bei erhöhten Temperaturen verbrennt es mit Nichtmetallen, z.B. mit Chlor zu Mangan(II)-chlorid und mit Sauerstoff zu Mangan(II,III)-oxid (Mn3O4). |
| Vorkommen:
Mangan steht in der Elementhäufigkeit an 14. Stelle und gehört damit zu den relativ häufigen Elementen in der Erdkruste. Es tritt in der Natur nicht elementar auf, kommt aber in zahlreichen Erzen in chemisch gebunder Form vor. Das wichtigste Manganerz ist der Pyrolusit (Mangandioxid, MnO2). Andere Manganminerale sind z.B. der Rhodochrosit (Mangancarbonat, MnCO3), der Psilomelan oder die Manganblende (Mangansulfid, MnS). Die Hauptvorkommen der Manganerze mit 45% Anteil an den Weltreserven liegen in der Republik Südafrika. Einen großen Anteil mit 38% verfügt Russland mit seinen Vorkommen an der Ostküste des Schwarzen Meeres. Die restlichen 17% verteilen sich auf Gabun, Indien und Brasilien. Große Manganmengen befinden sich auch in den Manganknollen am Grunde der Ozeane. Mangan ist ein bedeutendes Spurenelement, gelöste Verbindungen kommen fast überall im Boden, im Grundwasser und im Meerwasser vor.  |
| Geschichtliches:
Pyrolusit wurde bereits von den Höhlenmalern als schwarzes Pigment verwendet. Man hielt ihn jedoch bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts für einen Abkömmling des Eisenerzes. Auf Scheeles Anregung gewann der schwedische Chemiker Johann Gottlieb Gahn im Jahre 1774 in Stockholm erstmals unreines Mangan, in dem er ein Gemisch aus Pyrolusit und Kohle reduzierte. Er nannte das neue Element zunächst Magnesium, was soviel bedeutete wie Schwarze Magnesia. Um Verwechslungen mit dem heute unter dem bekannten Namen für Magnesium zu vermeiden, schlug man zunächst das Wort "Manganesium" vor. Später änderte es M.H. Klaproth zu "Manganium" und "Mangan" ab. Das chemische Symbol "Mn" führte 1814 J.J. Berzelius ein. Technische Bedeutung erlangte das Metall ab 1860, nachdem man in Hochöfen Eisen-Mangan-Legierungen schmelzen konnte. |
| Herstellung:
Die Herstellung erfolgt in der Technik durch die Reduktion von Pyrolusit mit Silicium. Da der Pyrolusit mit Silicium zu heftig reagieren würde, wird er zunächst zu Mangan(II,III)-oxid umgewandelt und dann erst reduziert: Mn3O4 + 2 Si -----> 3 Mn + 2 SiO2 Die Reduktion von Pyrolusit kann auch mit Aluminium durchgeführt werden. Allerdings reagiert ein solches Gemisch explosionsartig, weshalb derartige Mischungen im Labor mit Vorsicht zu handhaben sind. Reines Mangan erhält man elektrochemisch aus hochreiner Mangan(II)-sulfatlösung: 2 MnSO4 + 2 H2O -----> 2 Mn + 2 H2SO4 + O2 Das an der Kathode abgeschiedene Mangan besitzt eine Reinheit von 99,6%. Da reines Mangan jedoch technisch nur eine geringe Bedeutung besitzt, gewinnt man den Hauptanteil an Mangan durch die Reduktion von Gemischen mit Eisen- und Manganerzen mit Koks im Hochofen. Das gewonnene Ferromangan ist eine wichtige Manganlegierung zur Herstellung von Manganstählen. |
| Verwendung:
Reines Mangan besitzt kaum eine technische Bedeutung. Der größte Anteil der Manganerze wird in Hochöfen zusammen mit Eisenerzen und Koks zu Ferromangan verarbeitet. Es dient zur Herstellung von Manganlegierungen. Manganstähle mit einem geringen Mangangehalt von ca. 1-2% zeichen sich durch hohe Festigkeit und Härte aus. Sie werden für Federn und Achsen verwendet. Manganstähle mit hohem Mangangehalt (2-25%) sind enorm zäh, schmiedbar, härtbar und wärmebeständig. Sie kommen in Baggerzähnen, Schienen, Weichen, Gewindebohrern und Schneidewerkzeugen zum Einsatz.  Kupfer-Mangan-Aluminium-Legierungen sind ferromagnetisch und dienen der Herstellung von Dauermagneten. Ferromangan wird in der Stahlherstellung als Mittel zum Entfernen des chemisch gebundenen Sauerstoffs verwendet (Desoxidationsmittel). |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
