Element des Monats März: Mangan

Als Legierungsbestandteil von Stahl ist es geläufig, doch es ist auch an der Sauerstoffproduktion in photosynthetischen Bakterien, Algen und Pflanzen beteiligt: Mangan.

Lange Zeit bevor Mangan erstmalig isoliert wurde, fand es bereits durch den Menschen Verwendung. So zum Beispiel in Form von Mangandioxid (Braunstein) als Pigment für Höhlenmalereien. Später diente es als Zusatzstoff in der Glas-Herstellung – hier entfernte es den Farbstich aus natürlichem Glas.

Entdeckung von Mangan in Pyrolusit

Erst im Jahr 1740 entdeckte der Berliner Chemiker und Arzt Johann Heinrich Pott, dass Pyrolusit nicht nur Eisen enthält, sondern auch das bisher unbekannte Element, woraus er schließlich Kaliumpermanganat herstellte – ein starkes Oxidationsmittel mit tiefrot-violetter Farbe.
Erst ein Vierteljahrhundert später wurde das elementare Mangan durch Johan Gottlieb Gahn hergestellt – durch Reduktion von Braunstein mit Kohlenstoff. Daher auch der Name Mangan – er wird von der lateinischen Bezeichnung für Braunstein, magnesia nigra abgeleitet.

Bei Mangan handelt es sich um ein Reinelement mit nur einem stabilen Isotop. Metallisches Mangan ist silbergrau und schmilzt bei 1.247 Grad Celsius. Es kann von Säuren und Wasser angegriffen werden – eine schützende Oxidschicht bildet sich nicht.
Der Massenanteil von Mangan in der Erdkruste beträgt 0,1 %. Es kommt etwa so häufig vor wie Phosphor und Kohlenstoff. Manganerz wird besonders in Australien, China und Südafrika abgebaut.

Mangan als essenzieller Bestandteil des Lebens

Neben der Verwendung bei der Legierung von Stahl ist Mangan ein wichtiges Element für alle Lebewesen. Besonders findet man es im aktiven Zentrum der manganhaltigen Superoxid-Dismutase, die reaktive Sauerstoffspezies wie Superoxid zu Wasserstoffperoxid und Sauerstoff umsetzt. Wasserstoffperoxid wird durch Katalyse-Enzyme, die auch Eisen oder Mangan enthalten, zu Wasser und Sauerstoff als Endprodukte disproportioniert. Mangan spielt also eine entscheidende Rolle bei der Entgiftung im Sauerstoff-Stoffwechsel.
Des Weiteren wird Mangan bei der photosynthetischen Wasseroxidation benötigt, die praktisch allen Lebewesen auf der Erde Sauerstoff liefert und als Energiequelle für Pflanzen, Algen und Bakterien gilt.

Ein Spurenelement, das glücklich macht

Im Vergleich zu anderen Spurenelementen enthält unser Körper relativ geringe Mengen Mangan, etwa 10 bis 40 mg. 40 % davon sind in unseren Knochen gebunden.

Unser Körper benötigt Mangan unter anderem für:

  • Einen gesunden Knochenbau
  • Die Neubildung von Glukose
  • Die Bildung von Melanin
  • Die Bildung von Dopamin – einem Neurotransmitter, der uns glücklich macht.

 

Einen erhöhten Bedarf an Mangan haben Menschen, die sich überwiegend von verarbeiteten Kohlenhydraten ernähren, bei erhöhten Alkoholkonsum, Stress und bei der Einnahme von Eisenpräparaten. Bei einer ausgewogenen Ernährung ist im Normalfall kein Manganmangel zu befürchten.

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