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Einführung in die Kinetik V (Kinetische Analyse und Experimente)

Heterogene Katalyse

Wasserstoffperoxid ist eine metastabile Verbindung (metastabiles System). Es kann in Sauerstoff und Wasser zerfallen, wobei der Sauerstoff in statu nascendi desinfizierend und bleichend wirkt. Der Zerfall kann in reinem H2O2 explosionsartig erfolgen:

2H2O2 2H2O+ O2
Abb.1

In diesem Experiment wird als Katalysator Mangan(IV)oxid (Braunstein, MnO2) eingesetzt. Eine Spatelspitze MnO2 wird zu 10 %iger H2O2-Lösung gegeben, sofort tritt eine heftige Gasentwicklung ein. Mit der Glimmspanprobe kann das entstehende Gas als Sauerstoff identifiziert werden. Da sich MnO2 nicht löst, handelt es sich bei dem Vorgang um eine heterogene Katalyse.

Wässrige Lösungen von Wasserstoffperoxid sind dagegen bei Raumtemperatur stabil, so lange keine Aktivatoren oder Katalysatoren vorhanden sind. Den H2O2-Zerfall katalysieren neben einigen organischen Stoffen viele Schwermetall-Ionen, wie z.B. Eisen, Kupfer und Mangan. Hierbei ist sowohl eine homogene Katalyse als auch eine heterogene Katalyse möglich (Katalyse, Katalyse).

Abb.2
Heterogene Katalyse
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