25. Mangan (Mn) – Das Härtungselement

Mangan, Element 25 im Periodensystem, ist eines der vielseitigsten und historisch bedeutsamsten Elemente. In dieser Folge erkunden wir seine Entdeckungsgeschichte,physikalischen und chemischen Eigenschaften, seine unverzichtbare Rolle in der Stahlproduktion, in der Batterietechnologie, in der Biologie und Urgeschichte –und was Manganknollen in der Tiefsee über unsere Verantwortung gegenüber der Erde aussagen.

Themen dieser Folge:

– Entdeckung durch Carl WilhelmScheele und Johan Gottlieb Gahn (1774)

– Physikalische Eigenschaften:Schmelzpunkt 1.246 °C, komplexe Alpha-Mangan-Kristallstruktur mit 58Atomen/Einheitszelle, Polymorphismus

– Chemische Eigenschaften undOxidationsstufen -3 bis +7; Kaliumpermanganat als Oxidationsmittel

– Vorkommen in Pyrolusit,Rhodochrosit; Kalahari-Manganfeld als weltgrößtes Landvorkommen

– Manganknollen der Tiefsee:über 500 Milliarden Tonnen im Pazifik

– Rolle in der Stahlherstellung:Entschwefelung, Desoxidation; Hadfield-Stahl (11–14 % Mn)

– Batterietechnologie:Alkali-Mangan-Batterien, NMC-Kathoden für Elektrofahrzeuge

– Biologische Bedeutung: MnSOD,Arginase, Mangan-Calcium-Cluster im Photosystem II

– Mangan als ältestesKunstpigment: Höhlenmalereien (Lascaux, Altamira), Blombos-Höhle(70.000–100.000 Jahre)

– Kosmochemie: Mangan-53 alsradioaktive Uhr; Manganfunde auf dem Mars

– Nachhaltige Ressourcennutzungund Schutz der Tiefsee-Ökosysteme

Quellen und weiterführendeLiteratur:

Emsley, J. (2011). Nature'sBuilding Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press.

Greenwood, N. N., &Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2. Aufl.).Butterworth-Heinemann.

Holleman, A. F., Wiberg, E.,& Wiberg, N. (2007). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (102. Aufl.). deGruyter.

Tebo, B. M. et al. (2004).Biogenic manganese oxides: Properties and mechanisms of formation. AnnualReview of Earth and Planetary Sciences, 32, 287–328.

Hadfield, R. A. (1888).Hadfield's Manganese Steel. Science, 12(306), 284–286.

Hurd, A. J. et al. (2012).Energy-critical elements for sustainable development. MRS Bulletin, 37(4),405–410.

Yano, J. et al. (2006). Wherewater is oxidized to dioxygen: Structure of the photosynthetic Mn4Ca cluster.Science, 314(5800), 821–825.

International Seabed Authority(ISA). Polymetallic Nodules. https://www.isa.org.jm

Bouchard, M. & Bhatt, M.(2012). Manganism and Parkinson's disease. Toxicological Sciences, 126(2),393–400.

Dauphas, N., & Schauble, E.A. (2016). Mass fractionation laws and the isotopic record. Annual Review ofEarth and Planetary Sciences, 44, 709–783.

Deutsche Gesellschaft fürErnährung (DGE). Referenzwerte: Mangan. https://www.dge.de

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