Ziel des Versuchs: Dieser Versuch zeigt die Wirkung eines Katalysators auf die Reaktionsgeschwindigkeit und zeigt, dass auch Korrosion katalysiert werden kann.
| Thema: Katalyse | Tags: Katalyse, Korrosion, chemisches Gleichgewicht | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: SV |
Materialien
2 Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Pipette, Peleusball, Spatel.
Chemikalien
Zinkgranalien, Schwefelsäure (c = 0,5 mol/L), Kupfersulfatlösung (w=1 %).
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Zink gekörnt | H260-H250-H410 | -- |   |
| Schwefelsäure 10% | H319-H315 | P280-P302+P352-P305+P351+P338 |  |
| Kupfer(II)-sulfat-Lösung 0,1 M | H410 | P273-P501 |
Durchführung
In jedes Reagenzglas wird eine Zinkgranalie gegeben. Anschließend werden in jedes Reagenzglas 5 mL Schwefelsäure gegeben. Sich bildendes Gas wird abgeklopft. Nach etwas Warten werden einige Tropfen Kupfersulfatlösung in ein Reagenzglas zugegeben.
Beobachtung
Nach Zugabe von Kupfersulfatlösung beginnt eine starke Gasentwicklung, die mehr als drei Stunden anhält. Auf dem Zink im Reagenzglas mit der Kupfersulfatlösung befindet sich ein kupferfarbener Niederschlag. Die Zinkgranalie im Reagenzglas ohne Kupfersulfatlösung bleibt silberfarbig und es ist keine Gasentwicklung erkennbar.
Deutung
Der Versuch zeigt, dass Katalysatoren die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen. Katalysatoren nehmen an der Reaktion teil und liegen nach der Reaktion unverändert vor. Der Kupferzusatz wirkt in diesem Experiment als Katalysator. Unter Korrosion wird die Zersetzung von Metallen in Gegenwart von Säuren, Salzen oder Wasser verstanden. Gefördert wird die Korrosion durch Lokalelemente. Dabei wird das unedlere Metall (in diesem Fall Zink) korrodiert. In der Schwefelsäure ist die Korrosion von Zink gehemmt. Bei Zugabe von Kupfer ist eine starke Korrosion erkennbar. Kupfer wirkt als Katalysator der Korrosion von Zink. Die Korrosion von Zink in Schwefelsäure ist gehemmt, weil folgende Redoxreaktion abläuft:
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
Die gebildeten Wasserstoffbläschen verhindern den Durchtritt der Protonen und somit ist die Korrosion gehemmt. Das zugegebene und edlere Kupfer zieht die Elektronen an. Die Wasserstoffionen werden an der Kupferoberfläche entladen und die Zinkionen können dass Metallgitter verlassen. Die Korrosion findet statt.
Entsorgung
Die Lösungen werden neutralisiert und in den Schwermetallsammelbehälter gegeben.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Der Versuch kann auch im Becherglas durchgeführt werden. Dazu werden 50 mL Schwefelsäure in das Becherglas gegeben. Ein Zinkblech wird in die Säure gestellt und es wird beobachtet. Dann wird ein Kupferblech neben das Zinkblech in das Becherglas gestellt Die Lösungen werden neutralisiert und in den Schwermetallsammelbehälter gegeben. (beide Bleche dürfen sich nicht berühren. Dann berührt man das Zinkblech mit dem Kupfer und wartet ab.
Literatur
[5] R. Blume, http://www.chemieunterricht.de/dc2/katalyse/vkat-023.htm, 30.11.2007 (zuletzt abgerufen am 02.08.2013 um 15:13 Uhr).
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