Kataliza

Kataliza
Katalizator to substancja chemiczna, która dodana do mieszaniny reakcyjnej przyspiesza przebieg reakcji, zaś sama pozostaje niezmieniona po jej zakończeniu. Oczywiście, wpływając na szybkość reakcji katalizator (wbrew obiegowym opiniom) bierze w niej udział, ale w czasie przebiegu procesu ulega regeneracji. Stąd przekonanie, że nie jest on substratem przemiany. Katalizatory stosuje się powszechnie w przemyśle chemicznym, gdzie umożliwiają przebieg wielu procesów, które bez ich udziału zachodziłyby ze zbyt małą szybkością. Istnieją także substancje działające przeciwnie niż katalizatory, zwalniające szybkość zachodzących reakcji. To inhibitory, zaś ich przykładem są konserwanty dodawane do żywności i opóźniające procesy rozkładu substancji organicznych.

Pierwsze doświadczenie pozwoli sprawdzić wpływ dwutlenku manganu na rozkład wody utlenionej. Do jego przeprowadzenia (fotografia 1) potrzebne będą: 3% roztwór nadtlenku wodoru H2O2 (woda utleniona stosowana jako środek dezynfekujący) oraz dwutlenek manganu MnO2 (używany m.in. do produkcji baterii).

Do dwóch probówek nalewamy po kilka cm3 wody utlenionej (fotografia 2), a następnie do jednej z nich dodajemy nieco dwutlenku manganu (fotografia 3). Rozpoczyna się reakcja burzliwego rozkładu roztworu nadtlenku wodoru (fotografia 4 i 5), zachodząca według równania:

W probówce, do której nie dodano MnO2, nie stwierdza się objawów zachodzenia reakcji rozkładu - roztwór wody utlenionej jest dość stabilny.

Wydzielający się wolny tlen działa dezynfekująco, co wykorzystuje się do odkażania ran za pomocą wody utlenionej. Katalizatorem reakcji jest krew, a ściślej jony żelaza (II) zawarte w hemoglobinie.

W drugim eksperymencie sprawdzimy wpływ popiołu roślinnego na palność cukru. Do jego przeprowadzenia potrzebne będą: cukier w kostkach oraz popiół powstały ze spalenia roślin (fotografia 6).

Po zapaleniu palnika (fotografia 7) ujmujemy w szczypce kostkę cukru i wprowadzamy ją do płomienia (fotografia 8 ). Cukier topi się i przybiera brązowa barwę spowodowaną częściowym rozkładem sacharozy (fotografia 9). Wytworzona substancja (fotografia 10) ma charakterystyczny przyjemny, zapach i smak. Jest to karmel, używany m.in. do produkcji cukierków - popularnych ?Krówek".

W drugiej części doświadczenia kostkę cukru zanurzamy w popiele powstałym ze spalenia roślin (fotografia 11), po czym ujmując ja w szczypce, także wprowadzamy do płomienia palnika (fotografia 12). Tym razem cukier ulega zapłonowi, paląc się jasnym płomieniem (fotografia 13). Katalizatorem reakcji są tlenki i nadtlenki metali alkalicznych (szczególnie litu), powstałe w wyniku spalania materiału roślinnego.

Zdjęcia