Aufgabe von Katalysatoren in der Chemie - eine Erklärung

Das sind Katalysatoren

In der Chemie werden einige Stoffe als Katalysatoren bezeichnet. Diese Stoffe haben bestimmte Eigenschaften und erfüllen daher bei chemischen Reaktionen bestimmte Funktionen:

• Ein Katalysator kann eine chemische Reaktion starten, das heißt, dass zwei Stoffe nur miteinander reagieren, wenn ein dritter Stoff anwesend ist.
• Er kann die Reaktion beschleunigen, das heißt, eine Reaktion läuft schneller ab, wenn bestimmte Katalysatoren vorhanden sind.
• Bei anderen Prozessen wirken Katalysatoren abbremsend, eine Reaktion läuft langsamer ab und wird dadurch kontrollierbarer.
• Das wichtigste bei Katalysatoren ist, dass diese an den chemischen Prozessen teilnehmen, aber am Ende wieder als der Originalstoff vorliegen, also nicht verbraucht werden.
• Zusammenfassend können Sie sagen, dass Katalysatoren in der Lage sind, die Aktivierungsenergie zu senken und damit die Reaktionsgeschwindigkeit von chemischen Prozessen verändert. Sie erinnern sich: Aktivierungsenergie ist die Energiemenge, die benötigt wird, um einen Prozess in Gang zu setzen.
• Ganz allgemein können Sie die Aufgabe von Katalysatoren in der Chemie als Reaktionsgleichungskette beschreiben: A + B + Kat --> AKat + B --> AB + Kat. Der Katalysator verbindet sich mit einem der Stoffe und ermöglicht es so, dass dieser neue Stoff sich mit dem anderen verbindet, wobei der Katalysator wieder freigesetzt wird.

Aufgabe dieser Stoffe in der Chemie

Wenn es darum geht, die Aufgaben von Katalysatoren zu beschreiben, sollten Sie auch einen Versuch zeigen. Recht Eindrucksvoll können Sie die Wirkungsweise von Katalysatoren mit einem einfachen Versuch zeigen.

1. Nehmen Sie drei Stücke Würfelzucker.
2. Auf eine träufeln Sie hochprozentigen Alkohol und eines bestäuben Sie mit Zigarettenasche.
3. Halten Sie dann eine Gasflamme an die drei Stück Zucker.
4. Das Stück, das unbehandelt ist, wird nur sehr langsam brennen und dabei karamellisieren. Es braucht also viel Energie, damit der Zucker verbrennt.
5. Das Stück mit dem Alkohol brennt zwar rasch an. Ist der Alkohol verbraucht, brennt es dagegen kaum bis gar nicht weiter. Alkohol verbrennt bei dem Versuch, er ist kein Katalysator.
6. Das Stück mit der Asche brennt schnell an und wird dabei zu Asche. Die Asche ist ein Katalysator, denn Sie ermöglicht es, dem Zucker bei geringer Energiezufuhr zu brennen und es bleibt Asche.

Die Aufgabe der Asche ist es also, den chemischen Prozess der Verbrennung in Gang zu setzen und zu halten.

Wichtige Katalysatoren in der Chemie

Nennen Sie nun einige Katalysatoren in der Chemie und deren Aufgaben bei bestimmten Prozessen:

• Sicher kennt jeder Knallgas: Wasserstoff und Sauerstoff verbrennen mit einem lauten Knall zu Wasser. Ohne eine Flamme, also eine große Aktivierungsenergie, geschieht nichts. Wird aber der Wasserstoff über fein verteiltes Platin geleitet, fängt dieses an zu glühen und der Wasserstoff verbrennt ohne Aktivierungsenergie bei Zimmertemperatur zu Wasser.
• Platin ist auch der Stoff, der in Autokatalysatoren dafür sorgt, dass unvollständig verbranntes Benzin restlos zu CO₂ und Wasser verbrennt.
• Andere bekannte Katalysatoren sind Eisen- und Aluminiumoxid, die dazu dienen, aus Stickstoff und Wasserstoff Ammoniak zu erzeugen. Vanadiumoxid wird benötigt, um aus Schwefeldioxid Schwefeltrioxid zu Gewinnen und somit Schwefelsäure herstellen zu können.

 So können Sie die Aufgabe der Katalysatoren in der Chemie leicht verständlich machen.