Einfache Grundversuche zu den Inhalten der Chemie der Katalyse
Die folgenden Versuche decken insgesamt die wichtigsten Inhalte und Aspekte des Themas "Die Prinzipien der Katalyse" ab.
A. Grundlegende Versuche mit den exemplarischen Inhalten
Entzünden und Verbrennen eines Zuckerwürfels
-> Katalysatoren sind Stoffe, deren Gegenwart eine chemische Reaktion einleitet
Knallgasreaktion und Döbereiners Feuerzeug
-> Katalysatoren senken die Aktivierungsenergie
Zersetzung von Kaliumchlorat
-> Die Reaktionsgeschwindigkeit wird durch den Katalysator messbar erhöht
H2O2-Zerfall und verschiedene Katalysatoren
-> Ein und dieselbe Reaktion kann durch unterschiedliche Stoffe verschieden
schnell katalysiert werden
Katalysierte Dehydrierung von Ethanol
Katalysierte Dehydratisierung von Ethanol
Katalysierte Ethersynthese aus Ethanol
-> Gezielte Reaktionslenkung ist durch Wahl eines geeigneten Katalysators möglich
Blue Bottle-Versuch (Blaues Wunder)
-> Katalysevorgänge sind Kreisprozesse
Die durch Cobalt katalysierte Oxidation von Weinsäure
-> Nachweis der Existenz von aktivierten Komplexen
B. Heterogene Katalysen
Oxidation von Alkoholen und Ketonen an Kupferdraht
-> Heterogene Katalysen sind Oberflächenprozesse
Oszillationen bei der Oxidation von Methanol mit Platinnetz
-> Oberflächenreaktionen werden durch Oszillationen erkennbar
Zink in verdünnter Schwefelsäure ohne und mit Kupferzusatz
-> Reaktionen von Lokalelementen sind Kontaktkatalysen
C. Autokatalysen
Autokatalyse bei der Permanganat/Oxalsäure-Oxidation
Organischer Entwickler als Reduktionsmittel für Silberhalogenide
-> Bei Autokatalysen bildet sich der Katalysator erst während der Reaktion
Wachstum einer Pflanze
-> Biologische Wachstumsprozesse sind die wichtigsten Beispiele für
Autokatalysen
Oszillierende Reaktion der Malonsäure mit Iodat und Mangan
-> Oszillierende Reaktionen sind komplexe Katalysesysteme
D. Enzymkatalysen
Nachweis des Eiweißcharakters von Enzymen
-> Enzyme sind Proteine
Verschiedene Wege zur Hydrolyse von Stärke
-> Enzyme sind katalytisch wirksame Proteine
pH-Abhängigkeit der Hydrolyse von Proteinen
-> Enzyme zeigen pH-Abhängigkeit
Eisenverbindungen zersetzen Wasserstoffperoxid
-> Enzyme sind hochwirksam
Hydrolyse von Harnstoff und Spezifität der Urease
-> Einige Enzyme zeigen extrem hohe Spezifität
Vergiftung eines Enzyms
-> Enzyme/Katalysatoren sind vergiftbar
E. Technische Anwendung der Katalyse
Elektrolyse von Wasser
Betrieb von Brennstoffzellen mit Glucose oder Alkoholen
-> Elektroden, die sich nicht verändern, sind Redoxkatalysatoren
Phasentransferkatalyse
-> Katalysen überwinden Phasengrenzen
Oxidation von Schwefeldioxid in Gegenwart von Vanadium-Oxid
Ammoniaksynthese
-> Beispiele für Katalyse-Prozesse der Industrie
F. Katalyse und Umwelt
Versuche zum Autoabgaskatalysator
Versuch zur Entstickung von Kraftwerksabgasen
-> Abgase werden katalytisch entstickt
Modellversuch zum Claus-Prozess
Chemisorption von Schwefeldioxid an Aktivkohle
-> Abgase werden katalytisch entschwefelt
Darstellung von Estern mit Ionenaustauschern
Hydrolyse von Stärke ohne Mineralsäuren
-> Katalysatoren ermöglichen umweltschonende Alternativen für den Einsatz von
Schwefelsäure
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