Experimente:
Versuch: Darstellung von Estern mit Ionenaustauschern
Versuch: Hydrolyse von Stärke ohne Mineralsäuren
Versuch: Gewinnung von Invertzucker mit Hilfe von Kationenaustauschern

Wir hatten bei den heterogenen Katalysatoren erfahren, dass es auch solche gibt, die über Säure/Base-Katalysereaktionen wirken. Es handelt sich dabei um Mischoxide wie von Aluminium und Silicium, also Alumosilicate. Man stellt sie her, indem man frisch gefälltes Aluminiumhydroxid mit frisch gefälltem, wasserhaltigem Siliciumdioxid mischt und erhitzt.

Diese Stoffgruppe gibt es auch als Naturstoffe. Es sind Verwitterungsprodukte von Gesteinen wie den feldspathaltigen Graniten. Sie sind als Tonmineralien bekannt.
Es erstaunt nicht, dass diese Stoffgruppe in der Natur katalytische Fähigkeiten zeigt. Das betrifft u. a. die Zersetzung von Biomasse und Humusstoffen und ist wichtiger Faktor bei der Bodenbildung. Es geht hier nicht nur um heterogene Protonenkatalyse. Wegen der Geometrie des Kristallgitters der Tonmineralien kommen zusätzlich sterische Effekte hinzu, so dass die Tonmineralien sehr wirksam sein können.
Man meint sogar, dass Tonmineralien im Verlaufe der chemischen Evolution vor 4-5 Milliarden Jahren an der Entstehung von Biomolekülen beteiligt waren.

Ähnlich gebaut sind technische Kationenaustauscher. Hier spielen die Protonen wieder die katalytische Starrolle. Man setzt Ionenaustauscher heute mehr denn je ein. Vor allem substituiert man durch sie Schwefelsäure und umgeht so das Problem der Dünnsäureentsorgung. Das betrifft die Estersynthese (-> Versuch) sowie die Hydrolyse von Kohlenhydraten (-> Versuch).

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