Autokatalyse

Unter einer Autokatalyse versteht man einen katalytischen Vorgang, bei dem ein in der Reaktion gebildetes Produkt als Katalysator für die Reaktion dient. In diesem Versuch wirken die Mn²⁺-Ionen als Katalysator.

2 Bechergläser, Messpipetten, Magnetrührer mit Rührfisch, Stoppuhr

Natriumoxalat-Lösung (c = 0,1 mol/L), konz. Schwefelsäure, verdünnte Mangan(II)-Lösung, Kaliumpermanganat-Lösung (c = 0,02 mol/L)

Es werden 40 mL Natriumoxalat-Lösungen in ein Becherglas gegeben und unter Rühren mit 4 mL konzentrierter Schwefelsäure versetzt. Anschließend wird die Lösung auf zwei Bechergläser verteilt. In Becherglas 1 werden zwei Tropfen verdünnte Mangan(II)sulfat-Lösung hinzugefügt. Außerdem werden in beide Bechergläser je 1 mL Kaliumpermangant-Lösung hinzupipettiert. Die Zeit bis zum Entfärben der Lösungen wird mit einer Stoppuhr gestoppt.

Beide Lösungen haben eine rosa Färbung. Die Lösung in Becherglas 1 mit der zusätzlichen Mangan(II)sulfat-Lösung entfärbt sich in 29 Sekunden, die Lösung in Becherglas 2 in 48 Sekunden.

In den Bechergläsern läuft eine Redoxreaktion von Oxalat-Ionen und Permangant-Ionen ab. Die Reaktion in Becherglas 1 mit der zusätzlichen Mangan(II)sulfat-Lösung läuft schneller ab als die in Becherglas 2. Grund dafür sind die Mangan-Ionen, die vor Reaktionsbeginn in die Lösung hinzugefügt wurden. Mangan-Ionen wirken als Katalysatoren für diese Reaktion, sodass die Reaktion in Becherglas 1 schneller abläuft als in Becherglas 2, in dem erst Mangan-Ionen durch die Reaktion als Produkt gebildet werden müssen. Je mehr Mangan-Ionen vorliegen bzw. entstehen, desto schneller entfärbt sich die Lösung. Reaktionen, bei denen ein Reaktionsprodukt als Katalysator wirkt, werden als autokatalytische Reaktionen bezeichnet.

Oxalat-Ion + Permanganat-Ion + Proton → Kohlenstoffdioxid + Mangan(II)-Ionen +Wasser

C₂O₄^2- + 2 MnO₄^- + 16 H⁺→ 2 CO₂ + 2 Mn²⁺ + 8H₂O

Lösungen in den Schwermetallsammelbehälter geben.

M. Nordholz, Dr. R. Herbst-Irmer – Praktikumsskript Allgemeine anorganische Chemie. Georg-August-Universität Göttingen WS 2010/11.3.5 Autokatalyse. Seite 42-44.