Mangan

Inhaltsverzeichnis

1  WICHTIGE DATEN ZU MANGAN  5

1.1  Vorkommen  5

1.2  Darstellung  5

1.3  Physikalische Eigenschaften  6

1.4  Chemische Eigenschaften  6

1.5  Verwendung von Mangan  6

1.6  Manganverbindungen  6

2  MANGAN(II)  6

2.1  Charakteristika  6

2.1.1  Bromat-Malonsäure Oszillationsprozeß, katalysiert durch Mn 2 Ionen  

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2.1.2  Fällung von MnS  7

2.1.3  Fällung von Mn(OH) 2  7

2.1.4  Oxidation von Mn(II) zu Mn(IV)  8

3  MANGAN(III)  8

3.1  Charakteristika  8

3.1.1  Synproportionierung von Mn(II) und Mn(IV) zu Mn(III)  8

4  MANGAN(IV)  9

4.1  Charakteristika  9

4.1.1  Erhitzen von Braunstein  9

4.1.2  Braunstein als Katalysator  10

4.1.3  Oxidierende Wirkung von Braunstein auf HCl (Weldon Prozeß)  10

5  MANGAN(V)  11

5.1  Charakteristika  11

6  MANGAN(VI)  11

6.1  Charakteristika  11

7  MANGAN(VII)  11

7.1  Charakteristika  11

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7.1.1  Stufenweise Reduktion von Kaliumpermanganat  11

7.1.2  Oxidationswirkung von Permanganat in Abhängigkeit vom PH-Wert  12

7.1.3  Autokatalyse von Permanganat mit H 2 O 2  13

7.1.4  Blitze unter Wasser (Oxidation von Ethanol durch KMnO 4 in saurer Lösung)  13

7.1.5  Feuer ohne Streichholz (Oxidation von Glycerin durch Kaliumpermanganat)  14

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2 Wichtige Daten zu Mangan

Symbol: Mn

Ordnungszahl: 25 relative Atommasse: 54,938 Elektronenkonfiguration: [Ar] 3d ⁵ 4s 2

2.1 Vorkommen

Mangan ist in der Natur recht verbreitet. Es hat ungefähr 0,09% Anteil am Aufbau der festen Erdrinde. Damit ist es ebenso häufig vertreten wie etwa der Kohlenstoff oder Phosphor. Nach Eisen und Titan ist Mangan das dritthäufigste Übergangselement. Natürlich vorkommendes Mangan findet man meist als Oxidverbindungen, wie zum Beispiel Braunstein (MnO 2 ), Braunit (Mn 2 O 3 ), oder Hausmannit (Mn 3 O 4 ). Meist finden sich diese Erze in Gesellschaft von Eisenerzen. Reiche Lagerstätten liegen an der Ostküste des Schwarzen Meeres, in Indien, in Brasilien, in Australien in China und in Südafrika. Große Mengen von Mangan finden sich in der Tiefsee, in den Manganknollen, die 15-20% Mangan, ferner Eisen und kleinere Mengen Cobalt, Nickel und Kupfer enthalten.

Doch auch für uns Menschen ist Mangan wichtig! Es ist ein essentielles Spurenelement, das in allen lebenden Zellen vorkommt. Der menschliche Körper enthält 0,3 mg pro kg (Zelle und Knochen) und sollte mindestens 3 mg Mangan aufnehmen (Vollkornprodukte, Nüsse, Keimlinge, Kakao). Mangan ist in vielen Enzymen enthalten und z.B. zum Aufbau von Cholesterin beteiligt.

Manganmangel ruft unter anderem Sterilität hervor. Manganüberschuß führt zur Reizung der Atemwege, der Haut und schließlich zu Schädigungen des Nervensystems, mit Sprach- und Bewegungsstörungen (=Manganismus) Pflanzen benötigen Mangan bei der Photosynthese. Manganmangel bewirkt hier eine Minderung des Wachstums.

2.2 Darstellung

Die beste technische Darstellungsmethode ist die Elektrolyse von Mangansulfat (MnSO 4 )-Lösungen mit Kathoden aus rostfreiem Stahl: MnSO 4 + H 2 O → Mn + H 2 SO 4 + ½ O 2

Allerdings kann man es auch aluminothermisch gewinnen, also durch Reduktion von Manganoxiden: 3 MnO 2 + 4 Al → 2 Al 2 O 3 + 3 Mn

Da das reine Metall nur selten benötigt wird, sind beide Verfahren kaum von Bedeutung.

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