Látky, ktoré urýchlia alebo spomalia reakciu ale samé sa pritom nezmenia

 

Stredoveký alchymista Al Anfani opísal povestný „kameň mudrcov“ takto: „...kameň mudrcov...mení obyčajné kovy v zlato, pričom sám nedoznáva najmenšej zmeny.“  Takéto látky, ktoré „menia“ zlúčeniny v iné, no pritom sa samé nezmenia sa v súčasnosti nazývajú katalyzátory.

Peroxid vodíka, používaný napr. aj na ošetrenie rán po úrazoch, sa státím rozkladá, pričom sa uvoľňuje kyslík. Tento rozklad je ale pri izbovej teplote veľmi pomalý a môžeme povedať, že napr. behom vyučovacej hodiny nepozorovateľný.

blush Problém: Možno rýchlosť rozkladu peroxidu vodíka na vodu a kyslík urýchliť inou zlúčeninou bez toho, aby molekuly peroxidu vodíka a danej zlúčeniny spolu zreagovali a vznikli vedľajšie produkty? blush

Pomôcky:

  • kužeľová banka s prevŕtanou zátkou
  • injekčná striekačka
  • sklená rúrka
  • gumená hadička (pasujúca na ústie striekačky aj na sklenú rúrku)
  • stopky
  • odmerný valec
  • váhy

Chemikálie:

  • peroxid vodíka (H2O2)
  • oxid manganičitý  (MnO2) (práškový, alebo malé kúsky)
  • oxid olovičitý (PbO2)
  • destilovaná voda 
 
 

UPOZORNENIE: Pred pokusom si nasaď ochranné okuliare a obleč plášť! Ak sa poleješ chemikáliou, ihneď sa dôkladne umy vodou a zavolaj vyučujúceho.

 

 Postup:

  1. Do kužeľovej banky nalejte 50 cm3 vody.
  2. Pridajte do nej 0,1 g práškového oxidu manganičitého (burelu) a pomiešajte.
  3. Pripravte si aparatúru podľa obr.1.
  4. Do kužeľovej banky pridajte 10 cm3 peroxidu vodíka a ihneď uzatvorte aparatúru. V štvrťminútových intervaloch zapisujte do tabuľky 1 objem uvoľneného kyslíka. Obsah banky pritom stále miešajte pomalým krúžením banky.

Obr. 1: Aparatúra na zachytávanie uvoľneného kyslíka

Tabuľka 1: Vplyv MnO2 a PbO2  na rozklad H2O2 (objem (v cm3) uvoľneného kyslíka za čas)

Čas (s)

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

MnO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PbO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      5. Pokus opakujte s oxidom olovičitým.

 

enlightened Poznámka:  Namiesto práškovej formy MnO2 môžete použiť i malé kúsky MnO2 (veľkosti cca ≤ 0.5 cm. Potom ale do kužeľovej banky nedávajte vodu a namiesto 10 cm3 peroxidu vodíka do banky dajte 50 cm3 H2O2.

Zadanie:

·         Urči rýchlosť uvoľňovania kyslíka pri rozklade peroxidu vodíka pre každý z použitých oxidov.

·         Navrhni spôsob, ako možno overiť, či použitý oxid pri pokuse sám nezreagoval!

Záver:

Látky, ktorých prítomnosť urýchli reakciu, ale samé sa pri tom nezmenia (nespotrebujú), nazývame katalyzátory.

Pracujú tak, že znížia energiu, ktorá je potrebná na uskutočnenie reakcie (aktivačnú energiu).

Účinok katalyzátorov na priebeh reakcie sa označuje ako katalýza. Jej podstata je v tom, že namiesto pôvodnej chemickej reakcie prebehne v prítomnosti katalyzátora sled iných, oveľa rýchlejších reakcií, ktorých konečným produktom sú rovnaké produkty (ako v prípade pôvodnej chemickej reakcie) a uvoľnený, chemicky nezmenený katalyzátor.

Existujú aj katalyzátory, ktoré reakciu spomaľujú – tie nazývame inhibítory.

Aj v našom tele prebieha veľa reakcií, ktorých priebeh je podmienený prítomnosťou biokatalyzátorov (enzýmov).

Diskutujte nasledujúce otázky:

1.    Spôsobuje katalyzátor to, že vznikne danou reakciou aj viac látky?

2.    Ovplyvňuje reakciu aj množstvo použitého katalyzátora?

3.    Je zrejmé, že existuje veľa látok, ktoré pôsobia ako katalyzátory. Majú však všetky katalyzátory rovnaký účinok na všetky reakcie – resp. látka, ktorá pôsobí ako katalyzátor v jednej reakcii pôsobí ako katalyzátor aj na všetky ostatné reakcie?

4.    Možno katalyzátor opakovane použiť? Ak áno, možno ho používať “donekonečna”, alebo stráca časom svoju “schopnosť?”

5.    Čo môže zablokovať účinok katalyzátora?

6.    Je miešanie reakčnej zmesi (v postupe bod 4) skutočne potrebné? Prečo?

7.    Zisti, zlúčeniny akých prvkov sa najčastejšie používajú ako katalyzátory!


Chránené autorskými právami! Pre viac informácii viď sekciu "copyright".