Heterogene Katalyse: Selbstentzündung von Wasserstoffgas an Platin

von Anonym_6

Thema: Katalyse (einschließlich Photokatalyse mit TiO2/ZnO) Tags: Katalyse, Wasserstoffgas, Feuer Klassenstufen: 11-12 Versuchsart: LV

Ziel des Versuchs: Dieser Versuch ist ein Beispiel für eine heterogene Katalyse

Materialien

Wasserstoffdruckgasflasche; Pipette mit Kupferdraht als Flammenfänger am Gasschlauch; Halterung für das feine Platin; Gasbrenner

Chemikalien

Wasserstoffgas, feines Platin (Kügelchen oder Platin-Quarz-Wolle)

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS
WasserstoffH220--
PlatinLeider in der Datenbank nicht gefunden - bitte nachschlagen!

Durchführung

Platinkugeln (oder Platin-Quarz-Wolle) werden in einer Halterung vorsichtig in einer Brennerflamme ausgeglüht, um sicherzugehen, dass sich keine Verunreinigungen abgelagert haben. Nach Abkühlen wird Wasserstoffgas über das Platin geleitet (ein höherer Druck führt zwar zu einer größeren Flamme, verhindert jedoch, dass das Feuer über die Pipette zurück zu dem Schlauch schlägt). Im Falle eines Rückschlages sollte der Gashahn sofort geschlossen werden.

Beobachtung

Das Gas entzündet sich am Platin von alleine ohne das Zuführen von Hitze oder sonstiger Energie (abgesehen von der Zimmertemperatur).

Abb. 1: Brennendes Wasserstoffgas an Platinkugeln

Deutung

An der Platinoberfläche findet eine Adsorption der Wasserstoffmoleküle statt, bei der die Moleküle in Atome „gespalten“ werden. Dies senkt die benötigte Anregungsenergie für die Reaktion mit Luftsauerstoff so weit, dass die Raumtemperatur zum Zünden des Gemisches ausreicht.

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

Entsorgung

-

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Wie bereits geschrieben, eignet sich dieser Versuch eventuell besser zur Einführung als V1. Zum Einen hat er eine höhere Effektstärke (Feuer ist für SuS meistens spannender als Schaum) und zum Anderen ist er leichter auszuwerten, da sich der Katalysator deutlich nicht verändert und keine weitere, optisch störende Reaktion abläuft.

Literatur

K. Häusler, H. Rampf, R. Reichelt, Experimente für den Chemieunterricht, Oldenburg Schulbuchverlag GmbH, 2. Auflage, Oldenburg 1995


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