Katalysatoreinfluss auf eine chemische Reaktion 07:14 min

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Katalysatoreneinfluss auf eine chemische Reaktion. Der Film gehört zur Reihe Reaktionen. Als Vorkenntnisse solltet ihr einfache chemische Reaktionen beherrschen, ihr kennt chemische Symbole und chemische Formeln. Mein Ziel ist es, euch in diesem Video die Begriffe Katalysator und Katalyse an einigen Beispielen zu erklären. Das Video ist in sechs Abschnitte unterteilt: 1. Die Reaktion läuft zu langsam ab, was tun? 2. Die Ammoniaksynthese 3. Schwefelsäureherstellung 4. Enzyme im Körper 5. Der Autokatalysator 6. Katalyse und Katalysator 1. Die Reaktion läuft zu langsam ab, was tun? Zucker brennt doch. Oder nicht? Was kann man da tun? Wir geben etwas Zigarettenasche hinzu und versuchen es noch mal. Hurra! Der Zucker brennt. Warum wohl? Die Zigarettenasche hat bewirkt, dass die Verbrennung von Zucker schneller abläuft. Die Beschleunigung einer chemischen Reaktion nennt man Katalyse. Der Stoff, der die Reaktion beschleunigt, heißt Katalysator. 2. Die Ammoniaksynthese Ammoniak hat die Formel NH3 und ist giftig. Es ist ein Gas. Unter anderem wird er verwendet, um Düngemittel herzustellen. Bei der Ammoniaksynthese reagieren Stickstoff und Wasserstoff zu Ammoniak. In Formelschreibweise: N2+3H2->2NH3. Die Reaktion läuft nur ganz langsam ab. Was tun? Hier hilft ein Katalysator. In unserem Fall ist Eisen gut geeignet. Mit Katalysator bildet sich Ammoniak schnell. Wie wirkt der Katalysator? Das metallische Eisen spielt hier eine große Rolle. Wie wir wissen, liegt Wasserstoff als Molekül, das aus zwei Atomen besteht, vor. Diese Moleküle stoßen auf das Eisen. Es entstehen Wasserstoffatome. Wasserstoffatme sind sehr reaktionsfähig. So wird die Katalyse eingeleitet. 3. Schwefelsäureherstellung Schwefel brennt mit blauer Flamme. Im Ergebnis entsteht Schwefeldioxid. In Formelgleichung: S+O2->SO2. Diese Reaktion läuft einfach, schnell und gut ab. Für die Schwefelsäureherstellung muss Schwefeldioxid weiter mit Sauerstoff reagieren. Die Reaktion verläuft jedoch ganz langsam. Wenn wir jedoch einen Katalysator einsetzen, bildet sich sehr viel und sehr schnell Schwefeltrioxid. Dieses braucht man für die Herstellung von Schwefelsäure. Wie funktioniert nun dieser Katalysator? In Formelschreibweise lautet die Reaktion: 2SO2+O2->2SO3. Der Katalysator ist V2O5, sein Name ist Vanadium(V)oxid. Bei der Reaktion spaltet Vanadium(V)oxid ein Sauerstoffatom ab. Atomarer Sauerstoff ist sehr reaktiv. Er kann direkt mit Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid reagieren. Das entstandene andere Vanadiumoxid kann mit dem Sauerstoff der Luft Vanadium(V)oxid bilden. Und wieder entsteht atomarer Sauerstoff. 4. Enzyme im Körper Der Mensch benötigt, damit alle seine Lebensfunktionen erfüllt werden können, sogenannte Enzyme. Enzyme sind sind Biokatalysatoren. Ein wichtiges Enzym ist die Amylase, man findet sie im Mundspeichel. Sie spaltet einen Stoff, der in Brot und in Kartoffeln enthalten ist. Es ist die Stärke. Die großen Stärkemoleküle werden in kleine Moleküle aufgespalten. Es erfolgt eine Spaltung zu Glucose. 5. Der Autokatalysator Im Autokatalysator wirken Edelmetalle. Ohne Katalysator würden Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffoxide und Kohlenwasserstoffe den Auspuff verlassen. Mit Katalysator werden diese in Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser umgewandelt. 6. Katalyse und Katalysator Sinnbildlich kann man sich ein Bergmassiv vorstellen. Es symbolisiert die Reaktionsmöglichkeiten. Und wir haben einen Bergführer. Der Bergführer ist der Katalysator. Er geleitet uns über den niedrigsten Gipfel des Berges. Wenn wir uns vorstellen, wie sich Energie während der Reaktion verändert, so haben wir zwei Möglichkeiten. Die schwarze Linie über einen hohen Berg: Das ist der Weg ohne Katalysator. Mit Katalysator gehen wir über einen bedeutend niedrigeren Gipfel. Wir können somit feststellen, dass der Katalysator eine chemische Reaktion beschleunigt. Wenn keine Reaktion abläuft, so ist auch ein Katalysator nutzlos. Ein Katalysator verbraucht sich nicht, er nutzt sich höchstens ab und muss dann erneuert werden. Das ist wie mit einem Auto. Es fährt eine ganze Zeit, doch wenn es alt ist, muss es durch ein Neues ersetzt werden. Mit diesen netten Aussichten möchte ich mich von euch verabschieden. Alles Gute, auf Wiedersehen!