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Einführung in die Kinetik II (Katalyse)

Heterogene Katalyse

Bei der heterogenen Katalyse liegen Katalysator und Substrat in verschiedenen Phasen vor. Die Reaktion kann daher nur an der Grenzfläche zwischen diesen Phasen ablaufen (Heterogene Katalyse). An festen Katalysatoren ist nur eine heterogene Katalyse möglich. Das Substrat liegt als Gas oder in einer flüssigen Phase vor und wird (in der Regel) an der Katalysatoroberfläche adsorbiert (Adsorption). Wichtig ist daher, dass der Katalysator eine große Oberfläche besitzt, also beispielsweise als feines Pulver oder sehr poröses Material vorliegt.Eine heterogene Katalyse ist auch an immobilisierten Katalysatoren möglich, bei denen die aktive Substanz auf einem porösen Festkörper (z.B. einer Keramik) aufgetragen oder in ein Gel eingebettet ist.

Ein klassisches Laborexperiment zur heterogenen Katalyse ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid an Braunstein.

2H2O2 MnO 2 (s) 2H2O+ O2
Abb.1
Katalyse der H2O2-Spaltung durch MnO2

Ein glimmender Holzspan leuchtet bei der Zersetzung hell auf: Der freiwerdende Sauerstoff verstärkt die Verbrennung des Holzspans (sogenannte Spanprobe auf Sauerstoff).

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