1
00:00:00,080 --> 00:00:03,760
Willkommen zu einer neuen Folge 
von Wissensreise durch das 

2
00:00:03,760 --> 00:00:08,480
Periodensystem, deinem Podcast 
zum Entspannen, Loslassen und 

3
00:00:08,480 --> 00:00:11,200
lernen. 
Kennst du schon unsere anderen 

4
00:00:11,200 --> 00:00:14,960
Schlafreisereien wie Schlafreise
durch das Universum oder 

5
00:00:14,960 --> 00:00:17,120
Schlafreise durch vergessene 
Welten? 

6
00:00:17,760 --> 00:00:21,200
Falls nicht, lohnt sich ein 
Blick, sie nehmen dich mit auf 

7
00:00:21,200 --> 00:00:25,520
Stille, Reisen durch Raum und 
Zeit, heute aber bleiben wir bei

8
00:00:25,520 --> 00:00:29,600
der Chemie, bei der Materie, bei
den Bausteinen unserer Welt. 

9
00:00:30,080 --> 00:00:34,240
Denn heute reisen wir gemeinsam 
zu einem Element, das 

10
00:00:34,240 --> 00:00:37,240
Unscheinbar klingt, aber in der 
Geschichte der Menschheit 

11
00:00:37,240 --> 00:00:39,520
tiefgreifende Spuren 
hinterlassen hat. 

12
00:00:39,680 --> 00:00:46,800
Mangan, Element Nummer 25 im 
periodensystem symbol MN das 

13
00:00:46,800 --> 00:00:52,320
Härtungselement Mangan ist ein 
grauweißes, hartes und sprödes 

14
00:00:52,320 --> 00:00:55,720
Übergangsmetall. 
Es steht im Periodensystem in 

15
00:00:55,720 --> 00:00:59,120
der siebten Gruppe der Mangan 
Gruppe, in der vierten Periode 

16
00:00:59,200 --> 00:01:02,240
direkt rechts neben Chrom und 
links neben Eisen. 

17
00:01:02,560 --> 00:01:09,200
Die Ordnungszahl. 25 bedeutet 25
protonen im atomkern 25 

18
00:01:09,200 --> 00:01:15,360
Elektronen in der Hülle, die 
Atommasse beträgt 54,938 

19
00:01:15,360 --> 00:01:19,280
Atommasseneinheiten Mangan ist 
ein reines Element. 

20
00:01:20,080 --> 00:01:24,320
Es hat nur ein einziges stabiles
Isotop Mangan 55. 

21
00:01:25,200 --> 00:01:28,640
Diese Isotopenreinheit ist unter
den Übergangsmetallen 

22
00:01:28,640 --> 00:01:32,880
ungewöhnlich und macht Mangan zu
einem sogenannten reinste 

23
00:01:32,880 --> 00:01:38,800
Element oder mononuklid Element.
Der Name Mangan leitet sich über

24
00:01:38,800 --> 00:01:41,920
das lateinische Manganesium aus 
dem griechischen und 

25
00:01:41,920 --> 00:01:44,720
lateinischen ab. 
Mit Bezug auf die Region 

26
00:01:44,720 --> 00:01:48,720
Magnesia in der griechischen 
Landschaft Thessalien, wo 

27
00:01:48,720 --> 00:01:52,320
bereits in der Antike ein 
schwarzes Mineral gewonnen 

28
00:01:52,320 --> 00:01:55,760
wurde. 
Dieses Mineral heute als 

29
00:01:55,760 --> 00:02:02,400
Pyrolusit Mangandioxid Mno 2 
bekannt, wurde von den alten 

30
00:02:02,400 --> 00:02:06,320
Griechinnen und Griechen und 
Römerinnen und Römern zum 

31
00:02:06,320 --> 00:02:10,479
Entfärben von Glas verwendet, 
denn Mangan kann das grünliche 

32
00:02:10,479 --> 00:02:13,760
Eisenoxid. 
In der Glasschmelze oxidieren 

33
00:02:13,920 --> 00:02:19,440
und so farbloses, klares Glas 
erzeugen Kleopatra und Caesars 

34
00:02:19,440 --> 00:02:23,400
Hof sahen die Welt durch Glas, 
dessen Reinheit dem Mangan 

35
00:02:23,400 --> 00:02:25,520
verdankt wurde, ohne es zu 
wissen. 

36
00:02:25,840 --> 00:02:28,960
Die wissenschaftliche Entdeckung
des Mangans als eigenständiges 

37
00:02:28,960 --> 00:02:34,880
Element datiert auf das Jahr. 
1700. 74 der schwedische 

38
00:02:34,880 --> 00:02:39,360
Chemiker Karl Wilhelm Scheele 
erkannte als erster, dass das 

39
00:02:39,360 --> 00:02:43,560
schwarze Mineral Pyrrolusit. 
Ein bislang unbekanntes Metall 

40
00:02:43,560 --> 00:02:47,040
enthalten müsse, das sich von 
Eisen und anderen bekannten 

41
00:02:47,040 --> 00:02:50,720
Metallen unterschied. 
Es war jedoch sein Landsmann, 

42
00:02:50,720 --> 00:02:54,640
der schwedische Chemiker Johann 
Gottlieb Garn, der im selben 

43
00:02:54,640 --> 00:02:58,280
Jahr als erster reines Mangan 
durch die Reduktion von 

44
00:02:58,280 --> 00:03:01,040
Manganioxid mit Holzkohle 
isolierte. 

45
00:03:01,520 --> 00:03:05,200
Scheele hatte die theoretische 
Grundlage gelegt, Garn führte 

46
00:03:05,200 --> 00:03:09,120
die praktische Isolierung durch.
Eine produktive Arbeitsteilung, 

47
00:03:09,200 --> 00:03:11,080
wie sie in der 
Wissenschaftsgeschichte häufig 

48
00:03:11,080 --> 00:03:14,800
begegnet. 
Der Begriff Manganerz tauchte 

49
00:03:14,800 --> 00:03:19,160
jedoch schon deutlich früher in 
historischen Quellen auf, im 

50
00:03:19,160 --> 00:03:24,160
Mittelalter und in der frühen 
Neuzeit wurde Mangandioxid als 

51
00:03:24,160 --> 00:03:28,800
Braunstein bezeichnet und von 
Glasmachern, Keramikmalerinnen 

52
00:03:28,800 --> 00:03:31,920
und Keramikmalern sowie 
Töpferinnen und Töpfern 

53
00:03:31,920 --> 00:03:35,120
verwendet. 
Die chemische Identität des 

54
00:03:35,120 --> 00:03:38,960
darin enthaltenen Elements blieb
aber bis ins 18 Jahrhundert 

55
00:03:38,960 --> 00:03:41,560
verborgen. 
Interessant ist auch die 

56
00:03:41,560 --> 00:03:44,720
Verwechslungsgeschichte zwischen
Mangan und Magnesium. 

57
00:03:45,120 --> 00:03:49,160
Beide Namen leiten sich aus der 
Region Magnesia ab und beide 

58
00:03:49,160 --> 00:03:52,720
Elemente wurden aus Mineralien 
dieser Gegend bekannt. 

59
00:03:53,520 --> 00:03:55,320
Die. 
Klare Unterscheidung zwischen 

60
00:03:55,320 --> 00:03:59,280
den beiden Elementen und ihren 
Verbindungen gelang erst durch 

61
00:03:59,280 --> 00:04:02,880
die systematische Arbeit von 
Chemikern wie Schele und Garn. 

62
00:04:03,680 --> 00:04:06,160
Mangan ist ein ungewöhnliches 
Metall. 

63
00:04:06,640 --> 00:04:12,000
Seine Dichte beträgt 7,21 Gramm 
pro Kubikzentimeter, ähnlich wie

64
00:04:12,000 --> 00:04:18,519
Chrom und nahe an Eisen. 
Der Schmelzpunkt liegt bei 1246 

65
00:04:18,519 --> 00:04:24,320
Grad Celsius, der Siedepunkt bei
2061 Grad Celsius deutlich 

66
00:04:24,320 --> 00:04:27,360
niedriger als bei den 
benachbarten Übergangsmetallen 

67
00:04:27,360 --> 00:04:31,840
Chrom und Eisen. 
Das macht Mangan zu einem der am

68
00:04:31,840 --> 00:04:35,280
leichtesten Schmelzbaren 
Übergangsmetalle dieser Gruppe. 

69
00:04:36,000 --> 00:04:38,960
Was Mangan physikalisch 
besonders macht, ist seine 

70
00:04:38,960 --> 00:04:43,760
Kristallstruktur, reines Mangan 
existiert bei Raumtemperatur in 

71
00:04:43,760 --> 00:04:47,120
einer äußerst komplexen 
kubischen Modifikation, dem 

72
00:04:47,120 --> 00:04:52,720
sogenannten Alpha Mangan, das 
mit 58 Atomen pro Einheitszelle 

73
00:04:52,880 --> 00:04:56,240
eine der kompliziertesten 
Elementkristallstrukturen 

74
00:04:56,240 --> 00:05:00,040
überhaupt darstellt. 
Diese Komplexität ist 

75
00:05:00,040 --> 00:05:03,440
mitverantwortlich für die 
Sprödigkeit des reinen Metalls. 

76
00:05:04,000 --> 00:05:08,280
Mangan lässt sich im Reinzustand
kaum verformen, Splittert und 

77
00:05:08,280 --> 00:05:12,240
bricht leicht, erst in 
Legierungen, etwa mit Eisen, 

78
00:05:12,240 --> 00:05:16,400
Stahl oder Kupfer entfaltet 
Mangan seine außerordentlichen 

79
00:05:16,400 --> 00:05:20,880
mechanischen Qualitäten. 
Mangan durchläuft beim Erhitzen 

80
00:05:20,880 --> 00:05:25,120
mehrere Phasenübergänge. 
Alpha Mangan bei Raumtemperatur 

81
00:05:25,120 --> 00:05:30,800
wandelt sich bei etwa 727 Grad 
Celsius in Beta Mangan, um dann 

82
00:05:30,960 --> 00:05:36,400
bei 1079 grad in Gammamangan und
schließlich kurz vor dem 

83
00:05:36,400 --> 00:05:40,480
Schmelzen in Delta Mangan. 
Jede dieser Phasen hat eine 

84
00:05:40,480 --> 00:05:43,280
andere Kristallstruktur und 
andere physikalische 

85
00:05:43,280 --> 00:05:47,680
Eigenschaften, ein Verhalten, 
das in der Materialwissenschaft 

86
00:05:47,840 --> 00:05:50,240
als Polymorphismus bezeichnet 
wird. 

87
00:05:50,880 --> 00:05:54,560
In puncto Magnetismus zeigt 
Mangan ein faszinierendes 

88
00:05:54,560 --> 00:06:01,840
Verhalten unterhalb von etwa 
-123 Grad Celsius 150 Kelvin ist

89
00:06:01,840 --> 00:06:05,840
Alpha Mangan ein 
Antiferromagnet, bei höheren 

90
00:06:05,840 --> 00:06:09,360
Temperaturen geht es in einen 
paramagnetischen Zustand, über 

91
00:06:09,840 --> 00:06:13,680
reines Mangan ist damit bei 
Raumtemperatur nicht magnetisch,

92
00:06:13,920 --> 00:06:17,760
obwohl seine nachbarelemente 
Chrom und Eisen magnetische 

93
00:06:17,760 --> 00:06:21,280
Eigenschaften besitzen. 
Kaum ein Element des 

94
00:06:21,280 --> 00:06:25,280
Periodensystems ist chemisch so 
flexibel wie Mangan. 

95
00:06:25,880 --> 00:06:35,120
Es kann in den oxidationsstufen 
310 + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 und 

96
00:06:35,120 --> 00:06:39,120
plus 7 auftreten, ein enorm 
weites Spektrum, die praktisch 

97
00:06:39,520 --> 00:06:43,280
wichtigsten sind plus 2 + 4 und 
plus 7. 

98
00:06:43,280 --> 00:06:48,080
Mangan 2 ist die stabilste und 
häufigste Form in wässriger 

99
00:06:48,240 --> 00:06:53,120
Lösung, die. 
Mnc 2 plus Ionen sind hellrosa 

100
00:06:53,120 --> 00:06:56,640
gefärbt und kommen in 
zahlreichen Mineralsalzen vor. 

101
00:06:57,120 --> 00:07:02,560
Mangan 4 findet sich vor allem 
im Mangandioxid Mno 2, dem 

102
00:07:02,560 --> 00:07:06,560
wichtigsten Manganmineral und 
zugleich einem bedeutenden 

103
00:07:06,560 --> 00:07:11,360
Elektrodenmaterial in Batterien.
Mangan 7 schließlich ist die am 

104
00:07:11,360 --> 00:07:15,760
stärksten oxidierende Form 
bekannt, vor allem als Kalium 

105
00:07:15,760 --> 00:07:18,400
per Manganat K. 
Mno 4. 

106
00:07:19,120 --> 00:07:22,480
Einem Tiefvioletten bis fast 
schwarzen Salz, das als 

107
00:07:22,480 --> 00:07:25,280
Oxidationsmittel 
Desinfektionsmittel und 

108
00:07:25,280 --> 00:07:27,680
Analysereagenz weit verbreitet 
ist. 

109
00:07:28,320 --> 00:07:32,640
Kaliumpermanganat ist in der 
Chemie eine Ikone. 

110
00:07:33,520 --> 00:07:36,720
Wird eine Kristall in Wasser 
gegeben, löst sich ein 

111
00:07:36,720 --> 00:07:39,840
tiefvioletter Farbschlier ins 
Wasser, eine der 

112
00:07:39,840 --> 00:07:42,560
eindrücklichsten Farbreaktionen 
der Chemie. 

113
00:07:43,280 --> 00:07:47,360
Als starkes Oxidationsmittel 
reagiert Permanganat lebhaft mit

114
00:07:47,360 --> 00:07:50,440
organischen Verbindungen. 
Wasserstoffperoxid und 

115
00:07:50,440 --> 00:07:54,800
reduzierten Metallen in der 
qualitativen Analyse dient es 

116
00:07:54,800 --> 00:07:58,160
zur Titration in der 
Wasseraufbereitung, zur 

117
00:07:58,160 --> 00:08:02,960
Oxidation von Eisen, Mangan und 
organischen Verunreinigungen in 

118
00:08:02,960 --> 00:08:06,720
der Medizin als antiseptisches 
Mittel bei Hauterkrankungen und 

119
00:08:06,720 --> 00:08:10,480
Wundinfektionen. 
Mangan ist das zwölfthäufigste 

120
00:08:10,480 --> 00:08:13,440
Element in der Erdkruste. 
Und kommt dort in einer 

121
00:08:13,440 --> 00:08:17,760
durchschnittlichen Konzentration
von etwa 950 Milligramm pro 

122
00:08:17,760 --> 00:08:20,560
Kilogramm vor. 
Damit ist es häufiger als 

123
00:08:20,560 --> 00:08:25,160
Nickel, Kupfer oder Zink, es 
findet sich in über 300 

124
00:08:25,160 --> 00:08:31,120
Mineralien, am wichtigsten sind 
Pyrolusit, Mno, 2, Braunstein, 

125
00:08:31,200 --> 00:08:38,240
rhodonit, mn, SAS, IO 3 und 
rhodocrosit Mnco 3 rhodocrosit, 

126
00:08:38,320 --> 00:08:42,240
auch Inkarhonit genannt. 
Ist ein wunderschönes Rosenrotes

127
00:08:42,240 --> 00:08:46,080
bis dunkelrotes Mineral, das als
Schmuckstein und Sammlerstück 

128
00:08:46,080 --> 00:08:49,440
geschätzt wird. 
Die wichtigsten manganerts 

129
00:08:49,440 --> 00:08:54,080
Lagerstätten befinden sich in 
Südafrika Kalahari Manganfeld, 

130
00:08:54,080 --> 00:08:57,240
das größte bekannte 
Landvorkommen der Welt in 

131
00:08:57,240 --> 00:09:02,000
Australien, in der Ukraine, in 
Indien, in Gabun und in China 

132
00:09:02,720 --> 00:09:06,800
die globale Jahresproduktion an 
Manganerts beläuft sich auf über

133
00:09:06,800 --> 00:09:10,560
20000000 Tonnen. 
Ein außergewöhnliches und 

134
00:09:10,560 --> 00:09:14,400
futuristisch anmutendes 
Vorkommen sind die Manganknollen

135
00:09:14,400 --> 00:09:17,760
auf dem Tiefseeboden. 
Diese Kartoffelgroßen 

136
00:09:17,760 --> 00:09:20,800
Schwarzbraunen Konkremente 
bedecken weite Teile des 

137
00:09:20,800 --> 00:09:27,520
Pazifischen Ozeans in Tiefen von
4000 bis 6000 Metern, sie 

138
00:09:27,520 --> 00:09:31,600
entstehen über Millionen von 
Jahren durch extrem langsames 

139
00:09:31,600 --> 00:09:35,760
Ausfällen von Metallionen aus 
dem Meerwasser, um einen Kern, 

140
00:09:36,080 --> 00:09:39,920
oft ein Haifischzahn. 
Oder ein korallenbruchstück 

141
00:09:40,720 --> 00:09:45,600
Manganknollen enthalten nicht 
nur Mangan, 20 bis 30%, sondern 

142
00:09:46,000 --> 00:09:49,520
auch erhebliche Mengen an 
Nickel, Kupfer, Kobalt und 

143
00:09:49,520 --> 00:09:53,040
Seltenen Erden. 
Das geschätzte Gesamtvolumen der

144
00:09:53,120 --> 00:09:56,640
Manganknollen im Pazifik 
übersteigt 500 Milliarden 

145
00:09:56,640 --> 00:09:59,560
Tonnen, ein gewaltiges 
Rohstoffreservoir, das 

146
00:10:00,000 --> 00:10:03,400
allerdings aus ökologischen 
Gründen umstritten ist, da der 

147
00:10:03,400 --> 00:10:06,960
tiefseeabbau empfindliche 
Ökosysteme zerstören würde. 

148
00:10:08,000 --> 00:10:11,760
Die Verhüttung von Mangan zur 
Gewinnung von Ferromangan und 

149
00:10:11,760 --> 00:10:16,480
reinem Mangan erfolgt durch 
carbothermische Reduktion im 

150
00:10:16,480 --> 00:10:19,920
Elektrolichtbogenofen. 
Ähnlich wie bei anderen 

151
00:10:19,920 --> 00:10:23,680
Übergangsmetallen 
Elektrolytisches Mangan höchster

152
00:10:23,680 --> 00:10:27,520
Reinheit wird durch Elektrolyse 
aus Mangansulfatlösungen 

153
00:10:27,520 --> 00:10:30,560
gewonnen, die vielleicht 
bedeutendste Anwendung von 

154
00:10:30,560 --> 00:10:34,040
Mangan in der Geschichte der 
Menschheit ist seine Rolle in 

155
00:10:34,040 --> 00:10:37,200
der Stahlherstellung. 
Diese Geschichte beginnt im 

156
00:10:37,200 --> 00:10:42,080
Jahr. 1856 mit einem der 
Folgenreichsten Missgeschicke 

157
00:10:42,080 --> 00:10:46,080
der Industriegeschichte. 
Robert Forrester Mouchette, ein 

158
00:10:46,080 --> 00:10:50,240
britischer Metalurg und Tüftler,
entdeckte fast zufällig, dass 

159
00:10:50,240 --> 00:10:54,320
Stahl, der zu viel Schwefel und 
Sauerstoff enthielt und daher 

160
00:10:54,320 --> 00:10:58,640
brüchig und unbrauchbar war, 
durch Zugabe von Spiegeleisen 

161
00:10:58,800 --> 00:11:02,160
einem eisenreichen Ferromongan 
geheilt werden konnte. 

162
00:11:02,800 --> 00:11:06,240
Mangan. 
Reagiert bevorzugt mit Schwefel 

163
00:11:06,400 --> 00:11:11,280
zu Mangansulfid Mns und mit 
Sauerstoff zu Manganoxid, die 

164
00:11:11,280 --> 00:11:13,680
beide als Schlacke aus dem Stahl
austreten. 

165
00:11:14,320 --> 00:11:18,640
Ohne Muschet und Mangan wäre 
Henry Bessemers revolutionäres 

166
00:11:18,640 --> 00:11:21,680
Konverterverfahren zur 
Massenstahlproduktion 

167
00:11:21,760 --> 00:11:26,160
möglicherweise gescheitert. 
Heute enthält nahezu jeder Stahl

168
00:11:26,160 --> 00:11:29,440
Mangan in Mengen, von 0,2 bis 
über 2%. 

169
00:11:31,280 --> 00:11:34,480
Mangan wirkt dabei als 
Desoxidations und 

170
00:11:34,480 --> 00:11:36,520
Entschwefelungsmittel, 
verbessert die 

171
00:11:36,520 --> 00:11:40,560
Warmverformbarkeit des Stahls 
und erhöht Festigkeit und 

172
00:11:40,560 --> 00:11:43,440
Härtbarkeit. 
Ein besonders beeindruckendes 

173
00:11:43,440 --> 00:11:46,560
Beispiel ist der sogenannte 
Headfield Stahl oder 

174
00:11:46,560 --> 00:11:51,360
Manganhartstahl der 1882 von 
Robert Headfield entwickelt 

175
00:11:51,360 --> 00:11:55,280
wurde und 11 bis 14% Mangan 
enthält. 

176
00:11:56,000 --> 00:12:00,080
Dieser Stahl zeigt ein 
bemerkenswertes Phänomen, er ist

177
00:12:00,080 --> 00:12:03,280
zunächst zäh und. 
Und wenig hart, aber unter 

178
00:12:03,280 --> 00:12:06,320
mechanischer Beanspruchung. 
Also genau dann, wenn er 

179
00:12:06,320 --> 00:12:10,160
gestaucht oder gehämmert wird, 
verfestigt er sich drastisch 

180
00:12:10,160 --> 00:12:13,680
durch Verformungshärtung. 
Dieses selbstverstärkende 

181
00:12:13,680 --> 00:12:17,920
Verhalten macht headfield Stahl 
ideal für extrem beanspruchte 

182
00:12:17,920 --> 00:12:21,040
Teile wie Eisenbahnweichen, 
Bergbauausrüstungen, 

183
00:12:21,120 --> 00:12:25,280
Brecherkegel und Panzerplatten. 
Er ist heute noch in Betrieb und

184
00:12:25,280 --> 00:12:28,960
wurde seit seiner Erfindung kaum
verbessert, ein Zeugnis seiner 

185
00:12:28,960 --> 00:12:32,200
Genialität. 
Mangan spielt auch in der 

186
00:12:32,200 --> 00:12:35,040
Energiespeicherung eine wichtige
und wachsende Rolle. 

187
00:12:35,760 --> 00:12:40,960
Mangan Dioxid Mo, 2, ist seit 
mehr als 150 Jahren ein 

188
00:12:40,960 --> 00:12:44,560
bewährtes Kathodenmaterial in 
Trockenbatterien, den 

189
00:12:44,560 --> 00:12:48,560
klassischen Zinkkohlebatterien 
und den verbesserten Alkalie 

190
00:12:48,560 --> 00:12:51,520
Mangan Batterien, die heute in 
Haushaltsgeräten, 

191
00:12:51,600 --> 00:12:55,360
Fernbedienungen und Spielzeug 
allgegenwärtig sind. 

192
00:12:56,240 --> 00:13:00,640
Allein die globale Produktion 
von Alkali Mangan Batterien 

193
00:13:00,800 --> 00:13:03,840
beläuft sich auf Dutzende 
Milliarden Stück pro Jahr. 

194
00:13:04,320 --> 00:13:07,120
In der modernen 
Batterieforschung rückt Mangan 

195
00:13:07,120 --> 00:13:10,600
als Schlüsselkomponent von 
Lithium Ionen Batterien in den 

196
00:13:10,600 --> 00:13:18,080
Vordergrund, Lithium Manganoxid 
Limen 2 o 4 Spinellstruktur und 

197
00:13:18,080 --> 00:13:22,240
Lithium, Nickel, Mangan, Kobalt,
oxid NMC. 

198
00:13:22,440 --> 00:13:26,080
Gehören zu den meistgenutzten 
Kathodenmaterialien in 

199
00:13:26,080 --> 00:13:29,360
Elektrofahrzeugen und 
stationären Energiespeichern. 

200
00:13:30,160 --> 00:13:34,960
Nmc Kathoden kombinieren die 
Energiedichte von Nickel, die 

201
00:13:34,960 --> 00:13:39,040
Stabilität von Mangan und die 
Leitfähigkeit von Kobalt, ein 

202
00:13:39,040 --> 00:13:43,200
Balanceakt auf atomarer Ebene, 
der die Leistungsfähigkeit 

203
00:13:43,280 --> 00:13:45,520
moderner E. 
Autobatterien bestimmt. 

204
00:13:46,320 --> 00:13:50,640
Die Forschung an Manganreichen 
Kobaltarmen Kathodenmaterialien.

205
00:13:50,880 --> 00:13:54,320
Ist eines der heißesten Felder 
der Batteriewissenschaft da 

206
00:13:54,320 --> 00:13:58,560
Kobalt teuer, geopolitisch 
problematisch und mit ethisch 

207
00:13:58,560 --> 00:14:02,880
fragwürdigen Abbaubedingungen 
verbunden ist, während Mangan 

208
00:14:03,040 --> 00:14:05,520
deutlich günstiger und 
verfügbarer ist. 

209
00:14:06,480 --> 00:14:09,600
Darüber hinaus gelten 
Manganbasierte Kathoden als 

210
00:14:09,600 --> 00:14:12,960
vielversprechend für die 
kommende Generation der Natrium 

211
00:14:12,960 --> 00:14:16,800
Ionen Batterien, eine 
Technologie, die perspektivisch 

212
00:14:16,800 --> 00:14:20,080
ohne Lithium auskommt. 
Und damit die Abhängigkeit von 

213
00:14:20,080 --> 00:14:22,480
diesem kritischen Rohstoff 
verringern könnte. 

214
00:14:23,120 --> 00:14:27,560
Mangan ist ein essentielles 
Spurenelement für alle bekannten

215
00:14:27,560 --> 00:14:31,440
Lebewesen, im menschlichen 
Körper beträgt der Gesamtgehalt 

216
00:14:31,440 --> 00:14:36,080
an Mangan nur etwa 10 bis 20 
Milligramm, verteilt auf 

217
00:14:36,080 --> 00:14:39,040
Knochen, Leber, 
Bauchspeicheldrüse und Nieren. 

218
00:14:39,600 --> 00:14:43,200
Dennoch ist Mangan für mehrere 
lebenswichtige biochemische 

219
00:14:43,200 --> 00:14:47,760
Prozesse unverzichtbar. 
Es ist Kofaktor zahlreicher 

220
00:14:47,760 --> 00:14:52,320
Enzyme, darunter die Aginase, 
die im Harnstoffzyklus das 

221
00:14:52,320 --> 00:14:57,920
Aginin zu Harnstoff und Ornithin
spaltet, die Pyruvatcarboxylase,

222
00:14:58,240 --> 00:15:02,120
die für die Gluconeogenese 
bedeutsam ist, sowie die 

223
00:15:02,120 --> 00:15:07,840
Superoxiddismutase Mnsod, ein 
mitochondriales Enzym, das 

224
00:15:07,840 --> 00:15:12,240
reaktive Sauerstoffspezies 
neutralisiert und damit Zellen 

225
00:15:12,400 --> 00:15:17,520
vor oxidativem Stress schützt. 
Die Mnsod ist eine der 

226
00:15:17,520 --> 00:15:21,760
wichtigsten antioxidativen 
Verteidigungslinien der Zelle 

227
00:15:22,160 --> 00:15:24,640
und Mangan ist ihr aktives 
Zentrum. 

228
00:15:25,520 --> 00:15:30,240
Für die Photosynthese ist Mangan
sogar von zentraler Bedeutung im

229
00:15:30,240 --> 00:15:35,440
Photosystem 2 der Pflanzen, 
Algen und Cyanobakterien sitzt 

230
00:15:35,440 --> 00:15:40,080
ein Mangan Calciumcluster aus 4 
Manganatomen und einem 

231
00:15:40,080 --> 00:15:43,760
Calciumatom, der die 
Wasseroxidation katalysiert. 

232
00:15:44,080 --> 00:15:48,080
Jenen Schritt der Photosynthese,
bei dem Wasser in Sauerstoff, 

233
00:15:48,240 --> 00:15:50,880
Protonen und Elektronen 
gespalten wird. 

234
00:15:51,680 --> 00:15:55,400
Der Sauerstoff, den wir atmen, 
wurde zu einem großen Teil durch

235
00:15:55,400 --> 00:15:59,440
diesen Mangancluster erzeugt, 
das ist keine Übertreibung, alle

236
00:15:59,440 --> 00:16:02,400
heute in der Erdatmosphäre 
vorhandenen 21% Sauerstoff gehen

237
00:16:02,400 --> 00:16:05,280
letztlich auf diesen 
biochemischen Prozess zurück, 

238
00:16:05,280 --> 00:16:09,520
der vor etwa 2,4 Milliarden 
Jahren im Zuge der sogenannten 

239
00:16:09,520 --> 00:16:14,640
großen Sauerstoffkatastrophe. 
Die Erdatmosphäre 

240
00:16:14,640 --> 00:16:16,960
revolutionierte ein 
Mangelmangel. 

241
00:16:16,960 --> 00:16:19,960
Bei Menschen äußert sich in 
Wachstumsstörungen, verminderter

242
00:16:19,960 --> 00:16:23,440
Knochenmineralisierung, 
gestörter Glukosetoleranz und 

243
00:16:23,440 --> 00:16:26,560
Beeinträchtigter 
Reproduktionsfunktion ein 

244
00:16:26,560 --> 00:16:31,360
Übermaß an Mangan, etwa durch 
berufliche Exposition gegenüber 

245
00:16:31,360 --> 00:16:35,520
Manganstaub in Bergbau oder 
schweißen, kann dagegen zu einer

246
00:16:35,520 --> 00:16:38,720
Erkrankung führen, die dem 
Parkinson Syndrom ähnelt, dem 

247
00:16:38,720 --> 00:16:42,240
sogenannten Manganismus. 
Einer irreversiblen Schädigung 

248
00:16:42,240 --> 00:16:46,320
des extra pyramidal motorischen 
Systems im Gehirn. 

249
00:16:47,360 --> 00:16:49,840
Und nun begeben. 
Wir uns auf eine Reise zurück. 

250
00:16:49,920 --> 00:16:53,520
Weit zurück. 
In die Höhlen des Paläolithikums

251
00:16:53,680 --> 00:16:58,000
vor mindestens 30000 Jahren die 
ältesten bekannten 

252
00:16:58,000 --> 00:17:01,440
Höhlenmalereien der Menschheit 
wie jene in der Höhle von 

253
00:17:01,440 --> 00:17:05,680
Altamira in Spanien und in 
Lascaux in Frankreich, wurden 

254
00:17:05,680 --> 00:17:09,920
mit Pigmenten aus Manganoxiden 
und Eisenoxiden erschaffen. 

255
00:17:10,560 --> 00:17:14,560
Das tiefe Schwarz. 
In diesen Malereien stammt von 

256
00:17:14,560 --> 00:17:18,000
Pyrolucid und anderen 
Manganerzen, die die 

257
00:17:18,000 --> 00:17:21,040
Künstlerinnen und Künstler der 
Altsteinzeit zermalten. 

258
00:17:21,119 --> 00:17:24,640
Mit tierischem Fett vermischten.
Und auf Felswände auftrugen. 

259
00:17:25,359 --> 00:17:28,560
Noch älter sind Funde aus der 
Blombosshöhle in Südafrika. 

260
00:17:29,120 --> 00:17:33,680
Dort fanden Archäologinnen und 
Archäologen Manganoxidstücke, 

261
00:17:33,760 --> 00:17:36,400
die offenbar als Farbstifte 
genutzt wurden. 

262
00:17:36,960 --> 00:17:41,520
Sie datieren auf vor etwa 70000 
bis 100000 Jahren. 

263
00:17:42,320 --> 00:17:46,760
Mangan war damit möglicherweise 
das erste Pigment, das je vom 

264
00:17:46,760 --> 00:17:49,040
Menschen als Kunstmaterial 
genutzt wurde. 

265
00:17:49,760 --> 00:17:52,960
In gewissem Sinne begann die 
bildende Kunst der Menschheit 

266
00:17:52,960 --> 00:17:57,080
mit diesem Element auch in der 
Töpferei und Keramik spielte 

267
00:17:57,080 --> 00:17:58,800
Mangan seit der Antike eine 
Rolle. 

268
00:17:59,360 --> 00:18:04,160
Manganoxid verleiht Glasuren ein
tiefes schwarzbraun bis violett 

269
00:18:04,320 --> 00:18:07,920
und wurde in antiken Kulturen. 
Rund ums Mittelmeer als 

270
00:18:07,920 --> 00:18:12,400
Dekorpigment eingesetzt über 
Stahl und Batterien hinaus 

271
00:18:12,480 --> 00:18:17,040
findet Mangan in einer Vielzahl 
von industriellen Anwendungen 

272
00:18:17,040 --> 00:18:20,480
Verwendung. 
In der Aluminiumindustrie wird 

273
00:18:20,480 --> 00:18:25,240
Mangan als Legierungszusatz 
eingesetzt, legiertes Aluminium 

274
00:18:25,240 --> 00:18:29,440
mit etwa 1,2% Mangan, die 
Legierung e naw 3003. 

275
00:18:33,040 --> 00:18:37,040
Ist Korrosionsbeständiger und 
fester als reines Aluminium und 

276
00:18:37,040 --> 00:18:39,840
wird für Getränkedosen, 
Wärmetauscher und 

277
00:18:39,840 --> 00:18:43,840
Dachverkleidungen verwendet. 
Die typische Getränkedose aus 

278
00:18:43,840 --> 00:18:49,200
Aluminium enthält also Mangan in
der chemischen Industrie dient 

279
00:18:49,280 --> 00:18:54,080
Kaliumpermanganat als 
vielseitiges Oxidationsmittel in

280
00:18:54,080 --> 00:18:57,920
der organischen Synthese bei der
Wasseraufbereitung, als 

281
00:18:58,000 --> 00:19:01,920
Desinfektionsmittel und in 
Kombination mit anderen 

282
00:19:01,920 --> 00:19:04,000
Substanzen. 
Bei der Herstellung von 

283
00:19:04,000 --> 00:19:08,400
Feinchemikalien und 
Pharmazeutika Mangandioxid wird 

284
00:19:08,400 --> 00:19:12,640
in der Keramik und Glasindustrie
sowohl als Entfärbungsmittel als

285
00:19:12,640 --> 00:19:17,360
auch als Färbemittel eingesetzt.
In geringen Mengen oxidiert es 

286
00:19:17,360 --> 00:19:21,120
eisenverbindungen und macht Glas
farblos, in höheren 

287
00:19:21,120 --> 00:19:25,760
Konzentrationen erzeugt es 
violette bis schwarze Farbtöne. 

288
00:19:26,560 --> 00:19:30,240
Glasmacherinnen und Glasmacher 
der Antike bis zur Neuzeit 

289
00:19:30,240 --> 00:19:34,560
nannten Mno 2 deshalb treffend 
den Glasseifenstein. 

290
00:19:35,120 --> 00:19:39,440
In der Trocknungsmittelchemie 
werden Mangansalze als Sekative 

291
00:19:39,440 --> 00:19:44,720
eingesetzt, Katalysatoren, die 
die Oxidationshärtung von Leinöl

292
00:19:44,720 --> 00:19:47,280
basierten Farben und Lacken 
beschleunigen. 

293
00:19:48,080 --> 00:19:50,360
Auch in manchen 
Futtermittelzusätzen und 

294
00:19:50,360 --> 00:19:54,480
Düngemitteln ist Mangan als 
Mikronährstoff enthalten, da 

295
00:19:54,480 --> 00:19:57,600
Manganmangel in Böden. 
Die Ernteerträge vieler 

296
00:19:57,600 --> 00:20:02,720
Kulturpflanzen erheblich 
reduziert wie alle Elemente mit 

297
00:20:02,720 --> 00:20:06,640
Ordnungszahl größer als 
Wasserstoff wurde auch Mangan in

298
00:20:06,640 --> 00:20:10,640
Sternen erzeugt. 
Mangan entsteht hauptsächlich 

299
00:20:10,640 --> 00:20:13,360
durch Thermonukleare 
Verbrennungsprozesse in 

300
00:20:13,360 --> 00:20:17,120
massereichen Sternen, 
insbesondere durch Silizium 

301
00:20:17,120 --> 00:20:20,080
verbrennen kurz vor dem Kollaps 
als Supernova. 

302
00:20:20,960 --> 00:20:25,360
Ein Teil des kosmischen Mangans 
stammt auch aus Typ 1 a. 

303
00:20:25,440 --> 00:20:29,120
Supernova der Explosion von 
Weißen Zwergen in 

304
00:20:29,120 --> 00:20:33,280
Doppelsternsystemen. 
In Meteoriten wurde Mangan in 

305
00:20:33,280 --> 00:20:35,840
verschiedenen 
Isotopenverhältnissen gefunden, 

306
00:20:36,080 --> 00:20:39,120
die Rückschlüsse auf die 
nukleosynthestische Geschichte 

307
00:20:39,120 --> 00:20:43,600
unseres Sonnensystems erlauben. 
Das radioaktive Isotop Mangan 

308
00:20:43,600 --> 00:20:48,640
53, das mit einer Halbwertszeit 
von 3,7 Millionen Jahren zu 

309
00:20:48,640 --> 00:20:53,520
Chrom 53 zerfällt, dient als 
kosmochemische Uhr zur Datierung

310
00:20:53,520 --> 00:20:56,280
früher Prozesse. 
In der Entstehung unseres 

311
00:20:56,280 --> 00:21:00,960
Sonnensystems. 
Die Messung von Chrom 53 

312
00:21:00,960 --> 00:21:04,880
Überschüssen in Meteoriten 
erlaubt es, die Zeitskala der 

313
00:21:04,880 --> 00:21:10,080
frühen Planetendifferenzierung 
auf wenige Millionen Jahre genau

314
00:21:10,080 --> 00:21:13,600
zu bestimmen. 
In der Sonnenatmosphäre ist 

315
00:21:13,600 --> 00:21:16,480
Mangan Spektroskopisch 
nachweisbar. 

316
00:21:17,200 --> 00:21:21,280
Auch auf dem Mars wurden durch 
Rover Analysen erhöhte 

317
00:21:21,280 --> 00:21:25,120
Mangankonzentrationen in 
Sedimentgesteinen entdeckt. 

318
00:21:25,280 --> 00:21:28,960
Ein Hinweis auf frühere 
oxidative Bedingungen und 

319
00:21:28,960 --> 00:21:32,160
möglicherweise auf eine wässrige
Vergangenheit des Roten 

320
00:21:32,160 --> 00:21:35,400
Planeten. 
Und so kommen wir, wieso oft auf

321
00:21:35,400 --> 00:21:38,960
diesen Wissensreisen an einem 
Punkt an, der über die Chemie 

322
00:21:38,960 --> 00:21:43,120
hinausweist? 
Mangan ist überall im Stahl 

323
00:21:43,120 --> 00:21:46,400
unserer Brücken, in den 
Batterien unserer Elektroautos, 

324
00:21:46,560 --> 00:21:50,880
in den Höhlenmalereien unserer 
ältesten Vorfahren, in den 

325
00:21:50,880 --> 00:21:54,560
Chloroplasten jedes grünen 
Blattes, in den Tiefen des 

326
00:21:54,560 --> 00:21:57,760
Ozeans. 
Es ist ein Element, das die Erde

327
00:21:57,760 --> 00:22:00,920
selbst erschaffen hat, über 
Milliarden von Jahren 

328
00:22:00,920 --> 00:22:04,560
tektonischer Prozesse, 
hydrothermaler Aktivität und 

329
00:22:04,560 --> 00:22:08,640
biologischer Evolution. 
Die Manganknollen auf dem 

330
00:22:08,640 --> 00:22:12,960
Meeresboden beispielsweise sind 
in vielen 1000 Jahren gewachsen.

331
00:22:13,680 --> 00:22:17,440
Die Ökosysteme der Tiefsee, die 
sie umgeben, seegurken, 

332
00:22:17,440 --> 00:22:21,520
Seesterne, spezialisierte Krebse
und Bakterien haben sich über 

333
00:22:21,520 --> 00:22:24,480
Jahrmillionen entwickelt und 
sind auf die spezifischen 

334
00:22:24,480 --> 00:22:27,440
Bedingungen des Tiefseebodens 
angewiesen. 

335
00:22:28,160 --> 00:22:31,680
Ein einziger industrieller 
Abbauvorgang könnte diese 

336
00:22:31,680 --> 00:22:35,280
einzigartigen Lebensräume für 
Jahrhunderte, vielleicht für 

337
00:22:35,280 --> 00:22:38,080
immer zerstören. 
Und die wirtschaftliche Logik 

338
00:22:38,080 --> 00:22:41,920
des schnellen Profits ist dabei 
ein schlechter Ratgeber. 

339
00:22:42,560 --> 00:22:46,880
Mangan erinnert uns daran, dass 
die Rohstoffe dieser Erde nicht 

340
00:22:46,880 --> 00:22:50,040
nur wirtschaftliche Ressourcen 
sind, sondern Teile eines 

341
00:22:50,040 --> 00:22:53,080
komplexen, vernetzten 
Planetensystems, dessen 

342
00:22:53,080 --> 00:22:56,080
Gleichgewichte sich über 
unvorstellbar lange Zeiträume 

343
00:22:56,080 --> 00:22:58,800
entwickelt haben. 
Unsere Erde ist nicht 

344
00:22:58,800 --> 00:23:03,600
unerschöpflich, sie ist endlich 
verwundbar und das Kostbarste, 

345
00:23:03,600 --> 00:23:06,000
was wir haben, jede 
Entscheidung. 

346
00:23:06,160 --> 00:23:09,160
Die wir im Umgang mit ihren 
Ressourcen treffen, hat 

347
00:23:09,160 --> 00:23:12,560
Konsequenzen, die weit über 
unsere eigene Lebenszeit 

348
00:23:12,560 --> 00:23:16,960
hinausreichen. 
Mangan das Härtungselement ist 

349
00:23:16,960 --> 00:23:20,880
letztlich auch eine Metapher, es
verleiht dem Stahl seine 

350
00:23:20,880 --> 00:23:24,800
Festigkeit, indem es ihn von 
innen heraus stärkt. 

351
00:23:25,360 --> 00:23:28,840
Vielleicht gilt das auch für 
uns, wenn wir die Erde wirklich 

352
00:23:28,840 --> 00:23:32,000
verstehen, ihre Chemie, ihre 
Geschichte, ihre 

353
00:23:32,000 --> 00:23:35,840
Verletzlichkeit, dann wächst 
auch in uns eine Festigkeit. 

354
00:23:36,320 --> 00:23:39,040
Eine Entschlossenheit, 
sorgfältig mit ihr umzugehen. 

355
00:23:39,440 --> 00:23:42,640
Für uns selbst, für die 
kommenden Generationen und für 

356
00:23:42,640 --> 00:23:45,520
alle Lebewesen, die diesen 
Planeten mit uns teilen. 

357
00:23:46,000 --> 00:23:49,240
Danke, dass du heute dabei 
warst, bei der Wissensreise 

358
00:23:49,240 --> 00:23:53,440
durch das Periodensystem, wenn 
dir diese Folge gefallen hat, 

359
00:23:53,520 --> 00:23:56,640
freue ich mich sehr darüber, 
wenn du dem Podcast folgst. 

360
00:23:56,880 --> 00:24:00,880
Auf Spotify, Apple Podcasts oder
wo immer du deine 

361
00:24:00,880 --> 00:24:04,720
Lieblingspodcasts hörst. 
Und wenn du eine Bewertung 

362
00:24:04,720 --> 00:24:07,720
hinterlässt, hilfst du dabei, 
dass noch mehr neugierige 

363
00:24:07,720 --> 00:24:11,480
Menschen diese Reisen durch die 
Welt der Elemente entdecken 

364
00:24:11,480 --> 00:24:14,160
können. 
Empfiehl die Folge gerne weiter 

365
00:24:14,640 --> 00:24:18,560
an Freundinnen und Freunde, an 
Schülerinnen und Schüler, an 

366
00:24:18,560 --> 00:24:22,400
alle, die Wissenschaft lieben 
oder neu entdecken möchten, bis 

367
00:24:22,400 --> 00:24:26,080
zur nächsten Wissensreise bleib 
neugierig, bleib achtsam und 

368
00:24:26,080 --> 00:24:28,880
pass gut auf dich und diese 
wunderbare Erde auf.