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Siehe auch: Periodensystem der Elemente, Technetium 
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Mangan

Autor: H. Lohninger

Ordnungszahl 25
Symbol Mn
CAS-Nr. 7439-96-5
Atomgewicht 54.938045 amu
Elektronenkonfiguration [Ar] 3d5 4s2
Schmelzpunkt 1246 °C
Siedepunkt 2061 °C
Dichte 7.47 g/cm3
Quellen: Enghag 2004 , Wieser 2011
Geschichte
1774 zeigte C.W. Scheele, dass Braunstein (Mangandioxid) kein Eisenerz ist (bis dahin verwechselte man Braunstein mit Magnetit). Daraufhin stellte J.G. Gahn noch im selben Jahr elementares Mangan durch Reduktion von Braunstein mit Tierkohle und Öl dar.
Vorkommen
Mangan ist weit verbreitet und etwa so häufig wie Kohlenstoff. Es tritt in der Natur nur in gebundener Form auf, meist als Oxid (z.B. Braunstein, Pyrolusit, MnO2, Braunit, Mn2O3, Manganit, MnO(OH)), Carbonat (Manganspat, Rhodochrosit, MnCO3) oder Silikat (Rhodonit, MnSiO3). Manganerze treten meist in Verbindung mit Eisenerzen auf. Große Lagerstätten finden sich in Russland, Brasilien, Australien, Südafrika, Gabun und Indien.

Elektrolytisch raffiniertes, hochreines Mangan, das an den Bruchstellen silbrig ist; Die braune bzw. blaue Oberfläche entsteht durch Oxidation an der Luft. Foto Wikimedia Commons, user Alchemist-hp.
Weiters wurden in der Tiefsee große Felder mit Manganknollen entdeckt, die neben Eisen 15 bis 20% Mangan enthalten.

Darstellung und Gewinnung
Mangan kann nicht wie Eisen durch Reduktion des Oxids mit Koks gewonnen werden (da sich dabei Mangancarbid bildet), sondern durch Reduktion des Mangan(II)oxids, MnO, mit Aluminium oder Silizium:

3 MnO + 2 Al 3 Mn + Al2O3

Die beste technische Darstellungsmöglichkeit besteht jedoch in der Elektrolyse von Mangansulfatlösungen:

2 MnSO4 + 2 H2O 2 Mn + 2 H2SO4 + O2

Elementares, reines Mangan wird aber nur wenig hergestellt, da es hauptsächlich in Eisenlegierungen benötigt wird und die entsprechenden Mangan-Eisenlegierungen durch Reduktion eines Gemisches aus Eisen- und Manganoxiden mit Koks gewonnen werden (Stahleisen mit 5% Mangan, Spiegeleisen mit 5 bis 30% Mangan, und Ferromangan mit bis zu 80% Mangan).
Eigenschaften
Mangan ist ein weiß-graues, hartes und sprödes Metall, das in vier Modifikationen vorkommt. Mangan ist reaktiver als seine Nachbarn im Periodensystem Chrom, Eisen und Technetium. Da Mangan in der elektrochemischen Spannungsreihe oberhalb des Wasserstoffs steht, wird es von Säuren unter Wasserstoffentwicklung angegriffen (selbst Wasser löst Mangan langsam auf). Mangan reagiert in der Hitze mit allen Nichtmetallen außer Wasserstoff.

Obwohl Mangan ein essentielles Spurenelement ist (Tagesbedarf 3 mg), ist eine Überdosierung von Mangan toxisch (Reizung der Atemwege, Bronchitis, Schädigung des Nervensystems). Die maximale Arbeitsplatzkonzentration für Maganstaub ist 5 mg/m3, die Grenze für Trinkwasser liegt bei 100 µg/L.

Mangan bildet mit Aluminium, Antimon und kleinen Anteilen an Kupfer ferromagnetische Legierungen.

Verwendung
Die Hauptanwendung von Mangan ist der Einsatz in Spezialstählen, z.B. in Eisenbahnschienen und -weichen, oder für Baumaschinen. Weiters wird Mangan z.B. in Manganin (84% Kupfer, 12% Mangan, 4% Nickel) eingesetzt, das nur eine sehr geringe Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands zeigt. Mangan wird auch in der keramischen und Glasindustrie zum (Ent)färben von Glas eingesetzt (Flaschenglas, das durch Spuren von Eisen grün ist, kann durch Zugabe von Mangan entfärbt werden). Mangan selbst färbt Glas violett (die Farbe von Amethyst rührt von Manganspuren her).


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Last Update: 2013-08-08