10. Die Reaktionsgeschwindigkeit - bhbrand.de

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10. Reaktionsgeschwindigkeit ——————————————————— 10.12Mit Katalysator: A + K → AK (schnell)AK + B → AB + K (schnell)Mit dem Katalysator laufen andere Reaktionen ab als ohne Katalysator. Sie führen allerdingszum gleichen Produkt.Für die Bildung des Zwischenproduktes AK und seiner Reaktion mit B ist eine geringere Aktivierungsenergieerforderlich als für die direkte Vereinigung von A und B. D.h. die katalysierteReaktion läuft schneller ab.Merke:Katalysatoren sind in der Lage,durch einenReaktionsumwegdie Aktivierungsenergie herabzusetzenund damit die Reaktionsgeschwindigkeitzu erhöhen.Dieser Vorgang heißt Katalyse.heterogene Katalyse (H2O2 – Zersetzung mit Pt, MnO2)Geräte:• 3 Reagenzgläser• Reagenzglasständer• BrennerChemikalien:• Braunstein (MnO 2 ) (Xn)• Pt-Draht• Wasserstoffperoxidlösung(ca. 3%)• HolzspanSicherheit:Durchführung:Beobachtung:Man füllt die Reagenzgläser zu 1/3 mit der Wasserstoffperoxid-Lösung (H 2 O 2 ). Indas erste gibt man ein Körnchen Braunstein, in das zweite hält man den Platindraht,den man zuvor in der heißen Bunsenbrennerflamme ausgeglüht hat. Das dritteReagenzglas dient zum Vergleich.In den ersten beiden Reagenzgläsern setzt eine Gasentwicklung ein. Das Gas lässtsich mit Hilfe der Spanprobe als Sauerstoff identifizieren.Auswertung: 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2Als Katalysatoren fungieren hier Platin bzw. Braunstein. An ihren Oberflächen zersetzt sichdas Wasserstoffperoxid
10. Reaktionsgeschwindigkeit ——————————————————— 10.13homogene Katalyse (H2O2 – Zersetzung mit KI)Geräte:• 2 Reagenzgläser• ReagenzglasständerChemikalien:• Kaliumiodid-Lösung, gesättigt• Wasserstoffperoxidlösung(ca. 3%)• HolzspanSicherheit:Durchführung:Beobachtung:Man füllt die Reagenzgläser zu 1/3 mit der Wasserstoffperoxid-Lösung (H 2 O 2 ). Indas erste gibt man einen Tropfen der gesättigten KI-Lösung. Das zweite Reagenzglasdient zum Vergleich.In dem ersten Reagenzgläsern setzt eine Gasentwicklung ein. Das Gas lässt sichmit Hilfe der Spanprobe als Sauerstoff identifizieren.Auswertung: 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2 ↑ (Katalysator = KI-Lösung)(1) I - + H 2 O 2 → IO - + H 2 O(2) IO - + H 2 O 2 → I - + H 2 O + O 2 ↑___________________________________(1) + (2) 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2 ↑Hinweis:IO - = Hypoiodid-Ion (leitet sich von der Hypoiodigen Säure HIO ab)Während im ersten Versuch Platin bzw. Braunstein als Katalysatoren fungieren – beides Stoffemit einer festen Oberfläche -, so ist es im zweiten Versuch das Iodid-Ion, das sich mit derLösung gleichförmig vermischt.Im ersten Fall handelt es sich um eine heterogene Katalyse, bei der Edukte und Katalysatornicht in der gleichen Phase vorliegen, im zweiten Fall spricht man von einer homogenen Katalyse;hier bilden Edukte und Katalysator eine einheitliche homogene Phase7.5. Enzyme - Katalysatoren der NaturEnzyme sind Katalysatoren von außerordentlicher Effektivität. Sie haben die komplizierteFunktion, die Aktivierungsenergien sämtlicher Reaktionen in einer Zelle so abzusenken, dassdie chemischen Vorgänge in einem ganz engen, relativ niedrigen Temperaturbereich, dem derKörpertemperatur, ablaufen können. Enzyme sind Eiweißstoffe, die hoch spezialisiert nurganz bestimmte Reaktionen katalysieren; Hitze und zahlreiche Metallionen machen sie unwirksam.Harnstoff stellt ein Abbauprodukt des tierischen und menschlichen Organismus dar und wirdin gelöster Form im Urin ausgeschieden. Fügt man als Katalysator Urease, das als erstes kristallinesEnzym aus Sojabohnen isoliert wurde, zu einer wäßrigen Harnstofflösung, so zersetztsich diese in Kohlenstoffdioxid und Ammoniak. Beide Produkte können leicht nachgewiesenwerden.
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