Wasserstoffperoxid und Mangan

In diesem Demonstrationsversuch soll die heterogene Katalyse gezeigt werden. Voraussetzung für den Versuch sind Kenntnisse über die Glimmspanprobe und das chemische Gleichgewicht. Der Begriff Katalysator kann bereits eingeführt sein, kann aber auch an diesem Experiment vermittelt werden.

An der leichten Gasentwicklung ist erkennbar, dass sich Wasserstoffperoxid in wässriger Lösung nur langsam in Wasser und Sauerstoff zersetzt. Die Glimmspanprobe ist negativ, da der gebildete Sauerstoff genauso schnell aus dem Standzylinder herausdiffundiert, wie er gebildet wurde. Bei Zugabe von Mangandioxid verläuft die Sauerstoffentwicklung lebhafter. Dies zeigt auch die Glimmspanprobe, die positiv ausfällt. Da das Mangandioxid nach Reaktionsende unverändert vorliegt lässt sich schließen, dass es die Reaktion katalysiert hat, ohne verbraucht zu werden. Die Reaktionsgeschwindigkeit wurde erhöht. Es handelt sich um eine heterogen Katalyse, da der Katalysator und die Reaktionspartner in unterschiedlichen Phasen vorliegen. Es läuft folgende Reaktion ab:

2H₂O_2(aq) ⇌ 2 H₂0_(l) + O_2(g)

Das chemische Gleichgewicht liegt dabei auf der Seite der Seite der Produkte. Der Katalysator führt zu einer schnelleren Einstellung des Gleichgewichts.