Die Eigenschaften von Manganverbindungen

Lesson Plan , 2002 , 15 Pages , Grade: 2,0

Didactics - Chemistry

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 (MnO2), Braunit (Mn2O3), oder Hausmannit (Mn3O4). 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.

Inhaltsverzeichnis

• WICHTIGE DATEN ZU MANGAN
  • Vorkommen
  • Darstellung
  • Physikalische Eigenschaften
  • Chemische Eigenschaften
  • Verwendung von Mangan
  • Manganverbindungen
• MANGAN(II)
  • Charakteristika
    • Bromat-Malonsäure-Oszillationsprozeß, katalysiert durch Mn -Ionen
    • Fällung von MnS
    • Fällung von Mn(OH)2
    • Oxidation von Mn(II) zu Mn(IV)
• MANGAN(III)
  • Charakteristika
    • Synproportionierung von Mn(II) und Mn(IV) zu Mn(III)
• MANGAN(IV)
  • Charakteristika
    • Erhitzen von Braunstein
    • Braunstein als Katalysator
    • Oxidierende Wirkung von Braunstein auf HCl (Weldon Prozeß)
• MANGAN(V)
  • Charakteristika
• MANGAN(VI)
  • Charakteristika
• MANGAN(VII)
  • Charakteristika
    • Stufenweise Reduktion von Kaliumpermanganat
    • Oxidationswirkung von Permanganat in Abhängigkeit vom PH-Wert
    • Autokatalyse von Permanganat mit H202
    • Blitze unter Wasser (Oxidation von Ethanol durch KMn04 in saurer Lösung)
    • Feuer ohne Streichholz (Oxidation von Glycerin durch Kaliumpermanganat)
• LITERATURVERZEICHNIS

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Zielsetzung des Demonstrationskurses „Mangan“ liegt in der Vermittlung von grundlegenden Kenntnissen über das chemische Element Mangan. Der Kurs beleuchtet die wichtigsten Eigenschaften, Reaktionen und Anwendungen von Mangan und seinen Verbindungen. Die Schwerpunkte liegen dabei auf den verschiedenen Oxidationsstufen des Mangans und den damit verbundenen Reaktionen.

• Vorkommen und Darstellung von Mangan
• Physikalische und chemische Eigenschaften von Mangan
• Oxidationsstufen und Reaktionen von Manganverbindungen
• Verwendung von Mangan in der Industrie und im Alltag
• Sicherheitsaspekte im Umgang mit Manganverbindungen

Zusammenfassung der Kapitel

Das erste Kapitel behandelt wichtige Daten zum chemischen Element Mangan, wie Symbol, Ordnungszahl, Atommasse und Elektronenkonfiguration. Außerdem wird das Vorkommen von Mangan in der Natur, seine Darstellung und die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften beschrieben. Das Kapitel umfasst auch die Verwendung von Mangan und die bedeutendsten Manganverbindungen.

Das zweite Kapitel beschäftigt sich mit der Oxidationsstufe +2 des Mangans, den Mangan(II)-Verbindungen. Es werden die Charakteristika dieser Verbindungen, ihre Stabilität, Löslichkeit und die Bildung von Komplexen erläutert. Außerdem werden verschiedene Experimente beschrieben, die die Eigenschaften von Mangan(II)-Verbindungen demonstrieren, wie die Bromat-Malonsäure-Oszillation, die Fällung von Mangansulfid und Manganhydroxid sowie die Oxidation von Mn(II) zu Mn(IV).

Das dritte Kapitel behandelt die Oxidationsstufe +3 des Mangans, die Mangan(III)-Verbindungen. Es wird die Instabilität dieser Verbindungen und ihre Neigung zur Disproportionierung in Mn(II) und Mn(IV) beschrieben. Außerdem wird die starke oxidierende Wirkung von Mangan(III) und die Synproportionierung von Mn(II) und Mn(IV) zu Mn(III) erläutert.

Das vierte Kapitel behandelt die Oxidationsstufe +4 des Mangans, die Mangan(IV)-Verbindungen. Es wird die wichtigste Verbindung dieser Stufe, der Braunstein, beschrieben. Außerdem werden die Eigenschaften von Braunstein als Oxidationsmittel, Katalysator und Glasmacherseife erläutert. Verschiedene Experimente demonstrieren die Eigenschaften von Braunstein, wie das Erhitzen von Braunstein, die katalytische Wirkung von Braunstein auf die Zersetzung von Wasserstoffperoxid und die oxidierende Wirkung von Braunstein auf Salzsäure.

Das fünfte Kapitel behandelt die Oxidationsstufe +5 des Mangans, die Mangan(V)-Verbindungen. Es wird die Instabilität dieser Verbindungen und ihre Existenz nur im stark alkalischen Milieu beschrieben.

Das sechste Kapitel behandelt die Oxidationsstufe +6 des Mangans, die Mangan(VI)-Verbindungen. Es wird die Stabilität des Manganats im alkalischen Milieu und seine Verwendung als Ausgangspunkt für die elektrolytische Darstellung von Permanganat beschrieben. Außerdem wird die Disproportionierung des Manganats in neutraler oder saurer Lösung erläutert.

Das siebte Kapitel behandelt die Oxidationsstufe +7 des Mangans, die Mangan(VII)-Verbindungen. Es wird die einzige beständige Mn(VII)-Verbindung, das Permanganat, beschrieben. Außerdem wird die starke oxidierende Wirkung des Permanganats, seine pH-Abhängigkeit und seine Verwendung in der analytischen Chemie erläutert. Verschiedene Experimente demonstrieren die Eigenschaften des Permanganats, wie die stufenweise Reduktion von Kaliumpermanganat, die Oxidationswirkung von Permanganat in Abhängigkeit vom pH-Wert, die Autokatalyse von Permanganat mit Wasserstoffperoxid und die Oxidation von Ethanol und Glycerin durch Kaliumpermanganat.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Mangan, Oxidationsstufen, Manganverbindungen, Reaktionen, Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung, Verwendung, Braunstein, Permanganat, Oxidationsmittel, Katalysator, Elektrolyse, Synproportionierung, Disproportionierung, pH-Abhängigkeit, Analytische Chemie, Sicherheitsaspekte.

• College: University of Heidelberg (Chemisches Institut)
• Course: Demonstrationskurs
• Grade: 2,0
• Author: Patricia Zimmermann (Author)
• Publication Year: 2002
• Pages: 15
• Catalog Number: V13744
• ISBN (eBook): 9783638193122
• ISBN (Book): 9783656560869
• Language: German
• Tags: Mangan, Demonstrationskurs