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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Letzte Überarbeitung: 09. Dezember 2011, Dagmar Wiechoczek