Versuch 5.7.1 Heterogene Katalyse

1. 2.
Versuchsaufbau Zugabe von Mangandioxid
3. 4.
Nachweis des entstehenden Sauerstoffs Nachweis des entstehenden Sauerstoffs
Animation des Versuchs MPEG-Format(677k)
1.Bild:Versuchsaufbau: Ein Reagensglas, daß eine 3%-ige Wasserstoffperoxidlösung enthält, wird mit einer Spatelspitze Mangandioxid (Braunstein) versetzt.
2.Bild:Direkt nach der Zugabe zersetzt sich das Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff.
3.+4.Bild:Der entstehende Sauerstoff wird durch eine Glimmspanprobe nachgewiesen
Die hier vorliegende Reaktion ist ein Beispiel für eine heterogene Katalyse. Wasserstoffperoxid ist thermodynamisch instabil, allerdings ist die Geschwindigkeit der Zersetzung zu Wasser und Sauerstoff sehr klein. Das als Feststoff vorliegende Mangandioxid beschleunigt die Zersetzung des in Lösung befindlichen Wasserstoffperoxids, wobei es selber bei der Reaktion nicht verbraucht wird. Es hat von daher keinen Einfluß auf die Reaktion selbst, sondern beeinflusst lediglich die Reaktionsgeschwindigkeit.

Da hier der Katalysator nicht in derselben Phase vorliegt wie die Reaktionsedukte, spricht man von einer heterogenen Katalyse. Bekannte Beispiele für eine heterogene Katalyse sind der Abgaskatalysator im Auto oder die Ammoniak-Synthese aus den Elementen.

Aufgabe 5.7.1.:
Lösung		 Wasserstoffperoxid zerfällt nach erster Ordnung, das Geschwindigkeitsgesetz für eine Reaktion 1. Ordnung lautet:
c(A) = c0(A)×e-kt

Geben Sie die Halbwertszeit t1/2 an, nach der die Hälfte von c0(A) umgesetzt ist.
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