Mangan mittels Elektrolyse herstellen

[CyberFox3801]

Ich habe davon gehört,dass man aus Mangansulfat per Elektrolyse Mangan herstellen kann. Das habe ich dann versucht, indem ich Manganoxid in Schwefelsäure gelöst habe und Anschließend mit einem Tontopf als Abtrennung zwischen Anode und Kathode eine Elektrolyse durchgeführt .Die Schwefelsäure habe ich per Elektrolyse aus Bittersalz hergestellt und das Manganoxid habe ich aus Zink-Kohle Batterien. Ich habe das Manganoxid ein Mal mit Wasser gereinigt ,weil es stark geklebt hat.Nachdem ich die Elektrolyse für ein paar Stunden laufen gelassen habe,hat sich der Anoden teil Braun-gelblich verfärbt und an der Kathode hat sich weißer Matsch gebildet und es hat stark nach Chlor gestunken.Mangan hat sich fast keines an der Kathode gebildet.

Habe ich irgendwas falsch gemacht und woher kommt das Chlor? Kann die Herstellung von Mangan so funktionieren?

Danke im Voraus für Eure Rückmeldungen.

[aliquis]

Wird schwierig...

1. Bedingt durch das geringe Normpotential von Mangan entsteht in stark verdünnter wässrig-saurer Lösung auch viel Wasserstoff an der Kathode, ebenso wie ggf. fremde Metalle, die aus Verunreingungen stammen. Industriell arbeitet man daher mit einer hochreinen und konzentrierten Lösung, die in Deinem Fall nicht vorliegt.
Alternativ könnte man eine Schmelze wasserfreien Manganchlorids (herzustellen im trockenen Chlorwasserstoffgasstrom) elektrolytisieren, am besten in getrennten, semipermeabel durchlässigen Zellen unter Inertgas - im Hobbylabor schwer umsetzbar...

2. Batterien enthalten vor allem drei- und vierwertiges Mangan. Das müsste zunächst in saurer Lösung zu zweiwertigem reduziert werden (zum Beispiel mit Schwefeldioxid/Disulfit), bevor es sich zu Mangansulfat umsetzen lässt.

3. Der Chlorgeruch stammt aus der Spaltung des Ammoniumchlorids, das auch in der Batterie enthalten ist (sowie aus der Vereinigung der Spaltprodukte zu noch intensiver/unangenehmer riechenden Chloraminen...).

4. Der weiße Matsch an der Kathode ist Magnesiumhydroxid, das sich aus dem in der selbst hergestellten Schwefelsäure verbliebenen Magnesiumsulfat gebildet hat.

5. Weitere Verunreinigungen können sich durch die elektrolytische Oxidation/Auflösung ungeeigneten Anodenmaterials ergeben.
Selbst wenn nicht, wird aber zweiwertiges Mangan an der Anode zu Braunstein oxidiert, das dadurch nicht mehr zur Mangan-Gewinnung zur Verfügung steht.

Ich empfehle Dir daher stattdessen den Kauf von Mangan-Flakes, die es recht günstig bei ebay gibt.

Wie wär's zunächst mit einer Vorstellung: viewforum.php?f=34 ?

[mgritsch]

Ich habe davon gehört,dass man aus Mangansulfat per Elektrolyse Mangan herstellen kann. Das habe ich dann versucht, indem ich Manganoxid in Schwefelsäure gelöst habe und Anschließend mit einem Tontopf als Abtrennung zwischen Anode und Kathode eine Elektrolyse durchgeführt .Die Schwefelsäure habe ich per Elektrolyse aus Bittersalz hergestellt und das Manganoxid habe ich aus Zink-Kohle Batterien. Ich habe das Manganoxid ein Mal mit Wasser gereinigt ,weil es stark geklebt hat.

Das kann leider auf vielen Ebenen nicht recht klappen.
Wie soll eine Elektrolyse von Magnesiumsulfat Schwefelsäure ergeben?
Mangandioxid löst sich in Schwefelsäure nicht (oder nur minimal) auf (dazu müsste es reduziert werden)
Das Zeug aus der Batterie enthält neben unlöslichem Ruß jede Menge Ammoniumchlorid und bei gebrauchten Batterien auch Zinksalze. Ohne sehr gründlichem waschen wird das der Hauptinhalt deiner Lösung.

Mn kann man zwar wider seiner Stellung in der Spannungsreihe elektrolytisch aus wässriger Lösung abscheiden, aber das benötigt sehr gut definierte Bedingungen. Einfach irgend eine Elektrode bei irgend einer Spannung in irgend eine Lösung halten wird nix. Ich schätze da wirst du etwas genauer recherchieren müssen

[aliquis]

Wie soll eine Elektrolyse von Magnesiumsulfat Schwefelsäure ergeben?

Vll. so?

[aliquis]

In die Artikelschmiede gehört diese Art von Thread eigentlich nicht.
Wir haben das hier nun aber schon öfter gesehen.
Vll. sollte nochmals über die Bewandtnis der Schmiede informiert werden.

[mgritsch]

Vll. so?

Uff, ja, ein Versuch.
Während man mit CuSO4 aufgrund der guten Abscheidbarkeit des edlen Metalls durchaus gewisse Erfolge erzielen kann, ist das Ergebnis in dem Fall erwartungsgemäß. Eine etwas saure und durch die zerlegte Elektrode anständig versaute Magnesiumsulfatlösung.
Btw, macht auch klar warum dann bei der Manganabscheidung ein weißer Matsch gebildet hat. Hier ist unter anderem einfach die Mg(OH)2-Produktion fröhlich fortgesetzt worden.

an der Kathode hat sich weißer Matsch gebildet und es hat stark nach Chlor gestunken.

... und das Chlor stammt aus dem Ammoniumchlorid. Chlor reagiert mit Ammonium übrigens gerne zu Chloraminen was ähnlich wie Chlor aber stechender, penetranter riecht (typisch Hallenbadgeruch - die Chlormengen im Badewasser einer richtig eingestellten Anlage würden nur ganz wenig riechen, die Reaktion mit zB Harnstoff - aus du weißt schon welcher Quelle - sorgt dann erst für das olfaktorische Gesamterlebnis )


Aber zurück zum Thema.
Die Herstellung von Schwefelsäure würde ich mal bleiben lassen, da kommt nichts brauchbares raus. Kauf die verfügbare 15%ige und gut ists. Um MnSO4 herzustellen wasche den Braunstein aus der Batterie zunächst gründlich = fein zerreiben und mehrfach mit Wasser auskochen und filtrieren.
Um eine Auflösung in Schwefelsäure zu erzielen braucht es ein Reduktionsmittel - idealerweise SO2, dann gibt es keine neuen Verunreinigungen. Das ist keine ganz einfache Übung, das Arbeiten mit einem so giftigen und ätzenden Gas erfordert schon etwas Übung und Apparatur aber ist grundsätzlich machbar. In "fester" Form kann man Kaliumpyrosulfit dafür einsetzen, das man langsam und in kleinen (!) Portionen zugibt, allerdings bleibt dann eine Verunreinigung durch K zurück (vermutlich wirst du dann eine Mischung aus MnSO4 und dem Doppelsalz K2Mn(SO4)2.6H2O erhalten. Aufgabe: Stelle die Reaktionsgleichungen dafür auf

Das Ergebnis der Auflösung sollte bitte auch eingeengt und auskristallisiert aber nicht eingedampft werden wenn man eine definierte Verbindung haben will Blöderweise hat MnSO4 auch noch ab 25° eine sinkende Löslichkeit mit der Temperatur, kein dankbarer Kandidat für Kristallisation - geht nur durch langsames verdunsten lassen.

[aliquis]

Mangandioxid müsste sich auch mit Oxalsäure in Anwesenheit von Schwefelsäure gut zu Mangansulfat umsetzen lassen: ist viel angenehmer als Schwefeldioxid, das entstehende Kohlendioxid blubbert einfach raus und Oxalsäure ergibt im Gegensatz zu Alkalissulfit keine Doppelsalze. Den Batterienbraunstein gut waschen/auskochen und saubere Schwefelsäure verwenden natürlich vorausgesetzt.
Andererseits sind sowohl Braunstein als auch Mangansulfat selbst als Allerweltschemikalien leicht verfügbar und billig zu haben. So recht verstehe ich den Sinn des gesamten Bemühens daher auch nicht.

[mgritsch]

Mangandioxid müsste sich auch mit Oxalsäure in Anwesenheit von Schwefelsäure gut zu Mangansulfat umsetzen lassen: ist viel angenehmer als Schwefeldioxid, das entstehende Kohlendioxid blubbert einfach raus und Oxalsäure ergibt im Gegensatz zu Alkalissulfit keine Doppelsalze.

stimmt, das ist einfacher und wenn man keinen Überschuss drin hat sollte es auch sauber sein. SO2 hätte lediglich den Vorteil das man am Ende mehr SO4 zur Verfügung hat was bei der recht verdünnten Säure nützlich ist.

Andererseits sind sowohl Braunstein als auch Mangansulfat selbst als Allerweltschemikalien leicht verfügbar und billig zu haben. So recht verstehe ich den Sinn des gesamten Bemühens daher auch nicht.

Was ist generell der Sinn von irgend etwas was wir hier tun? Der Weg ist das Ziel. Kaufen und angucken finde ich jedenfalls sinnloser.

[aliquis]

Wer ein echtes Ziel hat, für den wird der Weg dahin immer nur Mittel zum Zweck sein. Wobei der es Zielerreichung natürlich zuträglich ist, wenn bereits der Weg dahin Freude bereitet...

Erlaubt ist alles, was Spass macht - und erlaubt ist...
Man kann auch Kochsalz selbst herstellen, wenn man möchte (habe ich sogar schon, weil ich sehr reines Natriumchlorid für Indikatorenverreibungen brauchte und es mir irgendwie dumm vorkam, 500 g NaCl teuer zu kaufen, 10 g zu verbrauchen und den Rest dann einzulagern...).
Egal, ob synthetisieren oder kaufen - für den Zweck des in den Schrank Stellens kann ich mich bei beidem nicht begeistern. Ich brauche meistens eine oder besser mehrere Verwendungen, um mich dazu zu motivieren.
Wenn ein Produkt sonst nicht, nur so sehr schwer oder viel zu teuer verfügbar ist, die Eigensynthese aber machbar erscheint, liegt der Vorteil auf der Hand.
Bei Mangansulfat ist dies aber nicht gegeben: es ist billig und leicht verfügbar. Gleichzeitig ist es eine doch recht häufig verwendete Substanz, deren Anschaffung sich allemal lohnt. Die Selbstherstellung mithilfe von Schwefeldioxid habe mit einem Probeansatz interessehalber auch schon mal versucht, das Ergebnis hat mich aber nicht wirklich überzeugt.
Viele Gebrauchssubstanzen in meinem Heimlabor habe ich schon selbst hergestellt. Die meisten habe ich aber - wo möglich - früher oder später dann doch durch käufliche Produkte ersetzt, weil die benötigten Mengen (oder manchmal auch die Stoffreinheit) die Eigensynthese nicht mehr sinnvoll oder wirtschaftlich erscheinen ließen oder bestimmte Ausgangsstoffe nicht mehr zur Verfügung stehen.
Gut, dass jeder diese Entscheidungen selber treffen kann (in den allermeisten Fällen)...

[Glaskocher]

Ich befördere diese Diskussion mal in die Anorganik...