Mangan Mn

Entdeckung

Schwarze Manganoxide gehörten zu den Pigmenten prähistorischer Höhlenmalereien. Viel später gaben Glasmacher das Mineral Pyrolusit (Mangandioxid, Braunstein) in geschmolzenes Glas, um den durch Eisen verursachten Grünstich zu entfernen, was ihm den Spitznamen „Glasmacherseife“ eintrug. Jahrhundertelang wurde Pyrolusit mit Magnetit und mit Magnesiummineralen verwechselt.

1774 zeigte der schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele, dass Pyrolusit ein neues Element enthielt, konnte es aber nicht isolieren. Im selben Jahr erhitzte sein Freund Johan Gottlieb Gahn Mangandioxid mit Kohlenstoff in einem Tiegel und erhielt das Metall.

Der entscheidende industrielle Schritt kam im 19. Jahrhundert, als Stahlhersteller entdeckten, dass Mangan geschmolzenem Stahl Schwefel und Sauerstoff entzieht. 1882 entwickelte der englische Metallurge Robert Hadfield einen Stahl mit etwa 12 Prozent Mangan, der sich unter Schlägen verfestigt – er wird bis heute für Eisenbahnweichen und Steinbrecher verwendet.

Herkunft des Namens

Der Name geht auf magnesia nigra, „schwarze Magnesia“, zurück, die lateinische Bezeichnung für Pyrolusit, die ihrerseits nach der griechischen Landschaft Magnesia benannt ist. Im Laufe der Zeit wandelte sich das Wort über Formen wie manganesum zu manganese bzw. deutsch Mangan, was half, es von Magnesium zu unterscheiden. Das Symbol ist Mn.

Wichtigste Verwendungen

• Stahl: Etwa neun Zehntel des Mangans gehen in Stahl, wo es Schwefel und Sauerstoff entfernt und Festigkeit sowie Härte erhöht.
• Aluminiumlegierungen: Mangan verbessert Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit von Aluminium, auch in Getränkedosen.
• Batterien: Mangandioxid ist das Kathodenmaterial gängiger Alkali- und Zink-Kohle-Batterien, und Mangan steckt in mehreren Kathoden von Lithium-Ionen-Akkus.
• Chemikalien: Kaliumpermanganat ist ein starkes Oxidationsmittel für Wasseraufbereitung und Desinfektion.

Isotope

Mangan hat nur ein stabiles Isotop, Mangan-55. Das radioaktive Mangan-53 hat eine Halbwertszeit von etwa 3,7 Millionen Jahren; es entsteht durch kosmische Strahlung in Meteoriten, und sein Zerfall zu Chrom-53 hilft, Ereignisse im frühen Sonnensystem zu datieren. Mangan-54 mit einer Halbwertszeit von etwa 312 Tagen dient als Tracer und zur Kalibrierung. Mangan-52 wird für die PET-Bildgebung erforscht.

Im Alltag

Der menschliche Körper braucht kleine Mengen Mangan für Enzyme, die an Knochenbildung, Stoffwechsel und antioxidativer Abwehr beteiligt sind. Nüsse, Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte und Tee sind reiche Quellen, sodass ein Mangel selten ist.

Langfristiges Einatmen von Manganstaub oder -dämpfen, etwa bei Bergleuten und Schweißern, kann Manganismus verursachen, eine Erkrankung des Nervensystems mit Symptomen ähnlich der Parkinson-Krankheit; die Belastung am Arbeitsplatz wird deshalb begrenzt.