Katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid durch Braunstein

In diesem Versuch soll eine 5%ige Wasserstoffperoxidlösung mit Hilfe eines Katalysators (Braunstein) zersetzt werden. Hierbei kommt es neben einer Wärmeentwicklung auch zu einer Gasentwicklung. Das Gas kann mit der Glimmspanprobe identifiziert werden. Da Wasserstoffperoxid stark oxidierend und ätzend wirkt, sollte darauf geachtet werden, dass die SuS die Sicherheitsregeln einhalten (Handschuhe). Es kann gegebenenfalls auf eine höher konzentriertere Wasserstoffperoxidlösung ( z.B. w = 10 %) zurückgegriffen werden, um die Effektstärke zu erhöhen.

Reagenzglasständer, zwei Reagenzgläser, Holzspan, Spatel, Einmalhandschuhe, Tropfpipette

Wasserstoffperoxid (w = 5%), Mangandioxid (Braunstein)

ACHTUNG: Wasserstoffperoxid darf nicht mit der Haut in Berührung kommen. Es sollten Handschuhe getragen werden!

Die beiden Reagenzgläser werden mit Hilfe einer Tropfpipette circa 2-3 cm hoch mit 5%iger Wasserstoffperoxidlösung gefüllt. In eines der beiden Reagenzgläser wird eine Spatelspitze Mangandioxid hinzugegeben. Die Glimmspanprobe wird in beiden Reagenzgläsern durchgeführt.

Bei Zugabe des Mangandioxids kommt es zu einer Gasentwicklung. Der Glimmspan glüht auf. Das Reagenzglas wird warm. Beim Reagenzglas, welches nur die Wasserstoffperoxidlösung beinhaltet, sind kleine Bläschen am Reagenzglasrand zu erkennen. Der Glimmspan glüht nicht auf.

Wasserstoffperoxid zerfällt bei Raumtemperatur nur sehr langsam zu Sauerstoff und Wasser (Reagenzglas 1). Die exotherme Zerfallsreaktion wird durch das Mangandioxid katalysiert (Reagenzglas 2). Es kann lediglich im zweiten Reagenzglas der freigesetzte Sauerstoff nachgewiesen werden, da bei der nicht katalysierten Reaktion (Reagenzglas 1) zu wenig Sauerstoff entsteht. Die katalysierte Reaktion verläuft wie folgt:

2 H₂O_{2 (aq)} → O_{2 (g)} + 2 H₂O_(l)

Das Reaktionsprodukt wird im Schwermetallsammelbehälter entsorgt.

H. Schmidkunz, Chemische Freihandversuche – Band 1, Aulis, 2011, S. 116.