Katalytischer Zerfall von Wasserstoffperoxid durch Molybdat

Katalysatoren sind technisch, wirtschaftlich und biologisch von hohem Interesse und finden sich in vielen Bildungs- und Lehrplänen wieder. Neben energetischen und kinetischen Betrachtungen sind insbesondere für den Chemieanfangsunterricht solche Versuche von hohem Wert, die auf Wahrnehmungsebene Rückschlüsse auf die submikroskopischen Geschehnisse während der Katalyse zulassen. Zu diesem Zweck soll hier ein Molybdat-basiertes System zur katalytischen Zersetzung von Wasserstoffperoxid vorgestellt werden (Aufmacherbild), in dem die Zwischenstufen zwischen Katalysator und Edukt nicht nur durch ihre deutliche Farbigkeit identifiziert, sondern außerdem von Lernenden buchstäblich „in die Hand“ genommen werden können.

Zusammenfassung

Bei der Auseinandersetzung mit dem Thema Katalyse im Unterricht bleibt der alternative Reaktionsweg, der durch den Katalysator ermöglicht wird und die Ursache der herabgesetzten Aktivierungsenergie ist, meist ungeklärt. Natriummolybdat als Katalysator des Zerfalls von Wasserstoffperoxid ermöglicht nicht nur die visuelle Identifikation verschiedener farbiger Zwischenstufen einer solchen Reaktion, sondern erlaubt auch deren einfache Isolierung und experimentelle Handhabe. Dadurch wird eine gezielte experimentelle Auseinandersetzung mit Zwischenstufen des katalytischen Zerfalls möglich, die verschiedene Peroxomolybdate als Precursor des entstehenden Sauerstoffs identifizieren und so detaillierte Einblicke in mechanistische Aspekte des katalytischen Reaktionsverlaufes greifbar machen.

Summary

In teaching catalysis, the focus is mostly on the decrease in activation energy. In doing so, the alternative reaction path through the catalyst gets little attention and mostly remains unexplained. Sodium molybdate as a catalyst for the decomposition of hydrogen peroxide makes it possible to visually recognize different colored intermediate stages of a catalytic reaction pathway. In addition, the intermediate stages can be isolated and made accessible for experimental investigations. This allows the identification of peroxomolybdates as precursors of the resulting oxygen and a targeted examination of the reaction process of catalysis. This allows detailed insights into mechanistic aspects of the catalytic reaction process.

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