H₂O₂-Zersetzung durch verschiedene Katalysatoren
Versuchsdurchführung:
In drei Kelchgläser wird jeweils Wasserstoffperoxid-Lösung gefüllt. Zu der ersten Lösung fügt man Eisen(III)-chloridlösung, zu der zweiten eine Spatelspitze Mangandioxid hinzu. In das dritte Kelchglas wird schließlich eine Katalase-Lösung gegeben.
Beobachtung:
Im ersten Kelchglas tritt eine vorübergehende Farbvertiefung auf. Auch setzt nach kurzer Zeit eine deutliche Gasentwicklung ein. Die Lösung im zweiten Kelchglas schäumt stark auf, verbunden mit einer Nebelbildung. Das Mangandioxid verleiht ihr eine dunkle Farbe. Im dritten Kelchglas wird eine starke Gasentwicklung mit leichter Nebelbildung beobachtet.
Erklärung:
Wasserstoffperoxid kann in einer Disproportionierungsreaktion in Wasser und Sauerstoff zerfallen:
Da ein Potenzialgefälle besteht, ist die Reaktion grundsätzlich freiwillig möglich. Allerdings ist die Geschwindigkeit der Zersetzung bei Zimmertemperatur sehr klein. Durch geeignete Katalysatoren kann die Reaktion jedoch erheblich beschleunigt werden.
So wirken Fe3+-Ionen als homogener Katalysator. Mangandioxid ist ein Beispiel für einen heterogenen Katalysator. Die enzymatische Katalyse nimmt eine Zwischenstellung ein.
Video (mpg4, 3:37)
Der besondere Effekt: Flaschengeist
Versuchsdurchführung:
Mangandioxid in einem Teebeutel wird mit Hilfe eines Stopfens über einer Wasserstoffperoxid-Lösung in einem Standkolben befestigt. Entfernt man den Stopfen, so fällt der Teebeutel in die Lösung.
Beobachtung:
Es erscheint... der Flaschengeist...