Ziel des Versuchs: Dieser Versuch ist ein Beispiel für eine Autokatalyse
| Thema: Katalyse (einschließlich Photokatalyse mit TiO2/ZnO) | Tags: Katalyse, Kalimpermanganat, Reduktion | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: SV |
Materialien
Reagenzglasständer; 4 Reagenzgläser, Stopfen
Chemikalien
Kaliumpermanganat (0,1 M); Natriumoxalat (0,05 M); Schwefelsäure (konz.); Mangansulfat (konz.)
Durchführung
In zwei Reagenzgläser werden jeweils 10 mL der Natriumoxalat-Lösung gegeben. Diese wird dann vorsichtig mit 2 mL Konzentrierter Schwefelsäure versetzt und geschüttelt. Zu einem der beiden Reagenzgläser werden außerdem 2 Tropfen der Mangansulfat-Lösung gegeben. Nun werden in eines der Reagenzgläser 2 Tropfen der Kaliumpermanganat-Lösung gegeben, dieses mit dem Stopfen verschlossen und kurz geschüttelt. Die Sekunden bis zur völligen Entfärbung werden gezählt. Das Experiment wird mit dem anderen Reagenzglas wiederholt und die Zeiten werden verglichen. Danach wird die Zugabe der Manganat-Ionen und das Schütteln und Zählen für beide Reagenzgläser wiederholt.
Beobachtung
Die Lösung, zu der das Mangan(II)-Sulfat hinzugegeben worden ist, entfärbt sich beim ersten Mal deutlich schneller als die andere. Bei der zweiten Zugabe läuft die Entfärbung in beiden Reagenzgläsern schneller ab, als bei der ersten Zugabe von Kaliumpermanganat.
Deutung
Bei der Reduktion von Kaliumpermanganat durch Natriumoxalat entsteht Mangan(II), welches als Katalysator für die Reduktion dient. Dies erklärt, warum die Entfärbung in dem Reagenzglas mit dem Mangan(II)-Sulfat schneller ablief als in dem anderen und warum die Reaktion bei der zweiten Zugabe in beiden Reagenzgläsern schneller ablief.
2MnO4-(aq) + 5(COO)22-(aq) +16H+ → 2Mn2+(aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l)
Entsorgung
Die Lösungen werden in dem Behälter für schwermetallhaltige Lösungen entsorgt.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Wie bereits erwähnt, ist dieser Versuch als Abschlussversuch des Themas gedacht, da die Autokatalyse wohl die speziellste Form der Katalyse darstellt und auch schwierig zu verstehen ist. Dieser Versuch eignet sich gut, um Redox-Gleichungen und - Prozesse zu wiederholen oder auf die Farbigkeit von Lösungen einzugehen.
Literatur
H. Wambach, Materialien - Handbuch Kursunterricht Chmemie Band 3: Kinetik - Gleichgewichte, Massenwirkungsgesetz, Aulis Verlag, 2. Auflage, Alsfeld 2012
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