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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de


123456789101112131415161718
1H                He
2LiBe          BCNOFNe
3NaMg          AlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLANHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRaACTRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
LanthanoideLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
ActinoideAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr

54,938049 u

25Mn

Mangan


  • Elementart:

    Metall

  • Elementserie:

    Übergangsmetall

  • 7. Gruppe (IUPAC)

    VII. Nebengruppe ( VII B )

  • 4. Periode

    N-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    [Ar]3d54s2

  • Schmelztemperatur:

    1519 K bzw. 1245,85 °C

  • Siedetemperatur:

    2334 K bzw. 2060,85 °C

  • Dichte:

    7,47 g/cm3

  • Oxidationsstufe(n):

    +2 (+3, +4, +6, +7)

  • Elektronegativität:

    1,5

  • Atomradius:

    137 pm

  • Ionenradius [pm]:

    Mn2+: 91
    Mn3+: 70
    Mn4+: 52

  • 1. Ionisierungsenergie:

    717,28 kJ/mol

  • 2. Ionisierungsenergie:

    1509,04 kJ/mol

  • 3. Ionisierungsenergie:

    3248,49 kJ/mol

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    0,09 %


Mangan (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

Name:

Von »magnesia nigra«, einer schwarzen, bei Magnesia in Kleinasien gefundenen Erde (Braunstein MnO2).

Entdeckung:


Mangan wurde 1774 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt und von Johan Gottlieb Gahn in unreiner Form durch Reduktion von Braunstein (MnO2) mit Kohlenstoff erhalten. Scheele und Gahn nannten das neu entdeckte Element »Manganesium«.
Reines Mangan wurde erstmals 1808 von John hergestellt.

Eigenschaften:

Eisenfarbenes, hartes, sprödes Metall. Läuft an der Luft unter Bildung einer schützenden Deckschicht grau-bunt an. Löst sich leicht in verdünnten Säuren zu Mn(II)-Salzen, wird bereits von Wasser angegriffen. Bildet zusammen mit Kupfer und Aluminium ferromagnetische Legierungen.

Farbe der Verbindungen: Mn(II) meist rosa, Mn(VI) grün, Mn(VII) rotviolett.

Kaliumpermanganat KMnO4 ist ein starkes Oxidationsmittel.

Siehe dazu: Oxidation von Glycerol mit Kaliumpermanganat

Vorkommen:


Die größte Manganerzlagerstätte der Erde stellen die Manganknollen am Boden der Weltmeere dar. Dabei handelt es sich um Abscheidungen von Mangan, Eisen, Nickel, Cobalt und anderen Metallen aus Meerwasser. Die Metalle liegen meist in Form von Oxiden vor. Manganknollen zeigen einen schaligen Aufbau mit einem Kern aus Fremdmaterial in der Mitte als Keim. Sie wachsen in einem Zeitraum von einer Million Jahren nur 1 - 10 Millimeter. Wirtschaftlich interessante Vorkommen finden sich im Pazifik in einer Meerestiefe ca. 5000 Metern. Der Abbau der Manganknollen vom Meeresboden erfordert nicht nur die Lösung technischer und ökonomischer Probleme: Es ist auch davon auszugehen, dass er erhebliche Schäden am empfindlichen Ökosystem der Tiefsee mit sich bringen wird. Die Erdvorräte am Grunde der Ozeane werden auf mehrere Billionen Tonnen geschätzt. Bisher ist mit dem Abbau noch nicht begonnen worden, da die Rohstoffpreise für Mangan aus Festlandsvorkommen niedriger liegen. (Abbildung: Manganknolle)

Mangan ist ein Begleiter in Eisenerzen. Wichtige Minerale sind Pyrolusit (Braunstein) MnO2, Manganit MnO(OH), Hausmannit Mn3O4 und Rhodochrosit MnCO3.




Mangan findet sich als Spurenelement in Pflanzen.

Herstellung:

Die aluminothermische Herstellung aus MnO2 durch Reduktion mit Aluminium wird heute nicht mehr durchgeführt. Reines Mangan wird durch Elektrolyse von Mangan(II)-sulfat-Lösung gewonnen. Dabei scheidet sich an der Kathode aus rostfreiem Stahl Mangan hoher Reinheit ab. Das für die Stahlerzeugung benötigte »Ferromangan« wird durch Reduktion eisenhaltiger Manganerze mit Koks erzeugt.
 

Verbindungen:

Mangandioxid (Braunstein) MnO2; Kaliumpermanganat KMnO4

Verwendung:

Über 90% der Manganproduktion werden als »Ferromangan« bei der Stahlherstellung verwendet. Manganhaltige Sonderstähle (Manganhartstähle) werden insbesondere für stark beanspruchte Verschleißteile, wie z.B. Pflugscharen, Brechbacken und Hämmer in Erzzerkleinerungsanlagen, eingesetzt.
 

Widerstandslegierungen wie Manganin® (CuMn12Ni) oder Zeranin® (CuMn7Sn) enthalten neben Kupfer auch Mangan. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass ihr elektrischer Widerstand relativ temperaturunabhängig ist.


Die ISABELLENHÜTTE Heusler GmbH & Co. KG in Dillenburg liefert u.a. manganhaltige Präzisionswiderstandslegierungen (z.B. Manganin). Die Abbildung zeigt das Abgießen der Legierungsschmelze vom Mittelfrequenzofen in eine Stopfenpfanne.



Mangan(IV)-oxid MnO2 findet sich in Taschenlampenbatterien und als dunkelgraubraunes Farbpigment in Dachziegeln.

Isotope:

55Mn (100%)

Redox-Potenziale:

Mn ⇌ Mn2+ + 2 e– –1,029 Volt
Mn(OH)2(s) + OH– ⇌ Mn(OH)3(s) + e– –0,40 Volt
MnO42– ⇌ MnO4– + e– (in saurem Medium) +0,56 Volt
Mn3+/MnO2 (in saurem Medium) +0,95 Volt
Mn2+ + 6 H2O ⇌ MnO2 + 4 H3O+ + 2 e– +1,35 Volt
Mn2+/Mn3+ +1,51 Volt
Mn2+ + 12 H2O ⇌ MnO4– + 8 H3O+ + 5 e– +1,51 Volt
MnO2(s) + 6 H2O ⇌ MnO4– + 4 H3O+ + 3 e– +1,63 Volt
MnO2/MnO42– (in saurem Medium) +2,26 Volt