Katalizatory

Do pierwszego doświadczenia potrzebne są roztwory kwasu siarkowego H2SO4 i manganianu(VII) potasu KMnO4 o stężeniach wynoszących 10% oraz stały azotan(V) potasu KNO3 i metaliczny cynk. Do dwóch małych zlewek nalewamy po 30 cm3 roztworu kwasu, a do jednej z nich dodatkowo wsypujemy ok. 0,2 g KNO3 (fotografia 1). Następnie do obu naczyń wlewamy po 5 cm³ roztworu KMnO4 (fotografia 2) i wrzucamy po granulce cynku (fotografia 3). W naczyniu z dodatkiem azotanu(V) potasu roztwór zaczyna szybko tracić jasnofioletowy kolor (fotografie 4, 5) – w ciągu 1-2 minut ciecz staje się bezbarwna. W drugiej zlewce barwa również zanika (fotografie 6, 7), ale proces trwa znacznie dłużej – ok. 30 minut. Ponieważ zawartości obu naczyń różnią się tylko dodatkiem KNO3 w jednym z nich, wnioskujemy, że ta substancja jest katalizatorem reakcji przebiegającej w układzie (ściślej są nimi jony ):

Równanie procesu zostało zapisane skrótowo z uwzględnieniem tylko substancji ze sobą reagujących. Nad strzałką podano katalizator przemiany – anion azotanowy(V). Zanik zabarwienia roztworu spowodowany jest zużywaniem jonów nadmanganianowych podczas reakcji.

W drugiej próbie użyjemy roztworu tiosiarczanu sodu Na2S2O3 o stężeniu 5% oraz 10% roztworów siarczanu(VI) miedzi(II) CuSO4, rodanku potasu KNCS oraz chlorku żelaza(III) FeCl3. Do dwóch małych zlewek wlewamy po 30 cm³ roztworu Na2S2O3 i dodajemy do każdej z nich po 1 cm³ roztworu KNCS (fotografia 8). Do jednej z nich dodatkowo wprowadzamy 1 cm³ roztworu CuSO4 (fotografia 9). Dodatek 2 cm³ roztworu FeCl3 powoduje intensywne krwistoczerwone zabarwienie zawartości naczynia z powodu tworzenia rodankowego kompleks żelaza(III) o takim właśnie kolorze (fotografia 10):

Jednak w zlewce z dodatkiem siarczanu(VI) miedzi(II) czerwona barwa zanika prawie natychmiast (fotografia 11), przechodząc w żółtą. W drugim naczyniu zabarwienie utrzymuje się znacznie dłużej – około 10 minut (fotografie 12, 13, 14). Ponieważ zawartości naczyń różnią się tylko dodatkiem CuSO4 w jednym z nich, wnioskujemy, że ten właśnie związek jest katalizatorem reakcji przebiegającej w układzie (dokładnie są nimi jony Cu2+):

Cały proces możemy śledzić, obserwując odbarwianie się roztworu (jony Fe²⁺ nie tworzą czerwonego kompleksu z rodankami).

 Pokaz działania katalizatora cz. 1:

Pokaz działania katalizatora cz. 2: