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Mangan
Mn 25

Mangan Manganese

Mangan ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mn und der Ordnungszahl 25. Es ist ein silbergraues, sprödes Übergangsmetall. Die wichtigste industrielle Anwendung von Mangan liegt in der Stahllegierung: Manganferro und Siliziummangan dienen als Desoxidationsmittel und Legierungselemente bei der Stahlerzeugung. Im Batteriebereich ist Mangandioxid das zentrale Kathodenmaterial von Zink-Kohle-Batterien und Alkalibatterien.

Übergangsmetall USGS 2025 silbrig metallisch
Ordnungszahl 25Z
Atommasse 54.938u
Valenzelektronen 2
Elektronenkonfiguration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
Dichte
7.21g/cm³
Schmelzpunkt
1246°C
Häufigkeit in der Erdkruste
950.0ppm
Jahresproduktion
20000thousand metric tons
Recyclingrate
Niedrig

Warum es verwendet wird

Mangan ist das 12. häufigste Element in der Erdkruste und das 4. am meisten produzierte Metall nach Volumen. Seine einzigartigen elektrochemischen Eigenschaften – mehrere stabile Oxidationsstufen und die Fähigkeit, reversible Li⁺-Interkalationsverbindungen zu bilden – machen es sowohl für die Stahlproduktion als auch für aufstrebende Batterietechnologien unverzichtbar.

Anwendungen

Steelmaking
88%
Other
12%

Anwendungen im DetailVerwendung des Elements und seiner Verbindungen

Hauptverwendungen des Elements

Mangan ist eines der am stärksten genutzten Metalle in der Stahlindustrie nach Eisen und Aluminium, und fast jede Stahlschmelze hängt davon ab. Seine größte Rolle ist Desoxidation und Entschwefelung in der Stahlherstellung: Rest Sauerstoff und Schwefel im Roheisen machen Stahl spröde, und das Hinzufügen von Mangan verbindet sie zu Schlacke, die abschwimmt; gleichzeitig legiert Mangan mit Eisen und erhöht Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit, sodass Schienenstahl, Brecherauskleidungen, Baggerlöffel und verschleißfeste Gussteile alle hochmanganhaltigen Stahl enthalten – der sich unter starkem Schlag an seiner Oberfläche schnell arbeitet und härter wird, je mehr er abgetragen wird. In Batterien ist Mangan das kathodische Aktivmaterial von alkalischen Zink-Mangan-Trockenzellen und Lithium-Mangan-Primärbatterien, und ist ein wichtiges Metall in Lithium-Manganat- und Ternär-Traktionsbatterien; manganbasierte Materialien werden zudem vielfach in Kathoden von Natrium-Ionen-Batterien verwendet. Unter den Nichteisenmetallen verbessert der Zusatz einer kleinen Menge Mangan zu Aluminium die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit von Aluminiumlegierungen, wobei die Al-Mn-Blei (rostschutz) der 3000-Serie das häufigste Beispiel ist. Mangan wird zudem in Schweißflussmitteln, Spurenelement-Pflanzendüngern und Lebensmittelzusatzstoffen verwendet. Mangan ist im Stahl unentbehrlich, weil es das billigste und effizienteste Desoxidations- und Entschwefelungsmittel ist und weil es durch Phasenumwandlung hervorragende Verschleißfestigkeit verleiht.

Wichtige Verbindungen und ihre Verwendung

Mangandioxid (MnO2) ist der Hauptbestandteil von Pyrolusit und das Kernaktivmaterial in den Kathoden von Trockenbatterien und Lithium-Mangan-Batterien; in der Glasindustrie wirkt es als Entfärbungsmittel, indem es grünes zweiwertiges Eisen zu leicht gefärbtem höherwertigem Eisen oxidiert, und im Umweltschutz wird es als Filtermedium zur Eisen- und Manganentfernung in Trinkwasser sowie als Katalysator für die Rauchgasentstickung verwendet; im Labor wird es mit Kaliumchlorat erhitzt, um Sauerstoff zu erzeugen. Kaliumpermanganat (KMnO4) ist ein tiefviolettes starkes Oxidationsmittel; verdünnte Lösungen sind gängige äußere Antiseptika und Wasserbehandlungsmittel in Haushalten und Krankenhäusern, es dient als Oxidationsmittel in der organischen Synthese und wird als Primärstandard in Redox-Titrationen der analytischen Chemie verwendet. Mangan(III)-oxid (Mn2O3) ist ein bräunlich-schwarzes Oxid, das hauptsächlich als Zwischenprodukt zur Herstellung anderer Manganverbindungen und als Katalysator in weichmagnetischen Materialien, elektronischen Keramiken und einigen organischen Synthesen verwendet wird; es wird zudem in Vorläufermaterialien für Lithiumbatterien erforscht. Mit dem Aufkommen neuer manganbasierter Kathodenmaterialien wie Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat steigt die Nachfrage nach Mangandioxid und ManganSesquioxid als Vorläuferrohstoffen rasch an.

Elementgeschichte

Als Element beschrieben 1774 von Gahn. Kommt natürlich nur gebunden vor, hauptsächlich als Pyrolusit (MnO₂).

Verwandte Elemente

Sc · Scandium Ti · Titan (Element) V · Vanadium Cr · Chrom Fe · Eisen Co · Cobalt Ni · Nickel Cu · Kupfer

Häufige FragenLong-Tail-Fragen · datenbasiert

Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Mangan?
1246 °C
Wie hoch ist der Siedepunkt von Mangan?
2061 °C
Wie hoch ist die Dichte von Mangan?
7.21 g/cm³
Welche Ordnungszahl und Kategorie hat Mangan?
25 · Übergangsmetall
Aus welchem Mineral wird Mangan hauptsächlich gewonnen?
Pyrolusit, Psilomelan
Wie hoch sind die Weltreserven von Mangan?
1700000 thousand metric tons
Wie hoch ist die Jahresproduktion von Mangan?
20000 thousand metric tons
Wofür wird Mangan hauptsächlich verwendet?
Mangan ist das 12. häufigste Element in der Erdkruste und das 4. am meisten produzierte Metall nach Volumen. Seine einzigartigen elektrochemischen Eigenschaften – mehrere stabile Oxidationsstufen und die Fähigkeit, rever
Wer hat Mangan wann entdeckt?
Torbern Olof Bergman · 1774