Die durch Mangan(IV)-oxid katalysierte Disproportionierung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff wird für die experimentelle Erschließung von Themen im Chemieunterricht der Sekundarstufe 2 verwendet. Anhand einfacher Experimente wird verdeutlicht, dass die Mangan-Ionen in der Reaktion zwischen zwei Oxidationsstufen „pendeln“, worauf das Konzept des katalytischen Zyklus aufgebaut wird. Zur Durchführung kalorimetrischer und kinetischer Experimente wurde eine pneumatische Apparatur entwickelt. In ihr wird der Umsatzgrad des Wasserstoffperoxids über die Masse von Wasser bestimmt, das vom entstehenden Sauerstoff verdrängt wird. Diese Methode ermöglicht einerseits eine größere Genauigkeit als die Messung des Gasvolumens, andererseits können die Daten der Waage über ein Messwerterfassungssystem auf einem Computer gespeichert und verarbeitet werden. Mit der Apparatur ergab sich für die Reaktionswärme der Disproportionierung von einem Mol Wasserstoffperoxid ein Wert von 96 kJ, in guter Übereinstimmung mit anderen Arbeiten. Mit einer leicht abgewandelten Apparatur wurde die Kinetik der Reaktion untersucht. Die Daten ergaben eine Reaktion erster Ordnung, in Übereinstimmung mit Angaben aus der Literatur.

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Kinetik und Energetik der Wasserstoffperoxid-Zersetzung

Die durch Mangan(IV)-oxid katalysierte Disproportionierung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff wird für die experimentalelle Erschließung von Themen im Chemieunterricht der Sekundarstufe 2 verwendet。Anhand einfacher Experimente wird verdeutlicht, dass die Mangan-Ionen in der Reaktion zwischen zwei Oxidationsstufen “pendeln”, worauf das Konzept des katalytischen Zyklus aufgebaut wrd。Zur Durchführung kalorimetrischer und kinetischer Experimente wurde eine pneumatische Apparatur entwickelt。In ihr wird der Umsatzgrad des Wasserstoffperoxids über die Masse von Wasser bestimmt, das vom entstehenden Sauerstoff verdrängt wrd。Diese Methode ermöglicht einerseits eine größere Genauigkeit als die Messung des Gasvolumens, andererseits können die Daten der Waage über ein Messwerterfassungssystem auf einem Computer gespeichert und verarbeitet werden。Mit der Apparatur ergab sich für die Reaktionswärme der Disproportionierung von einem Mol Wasserstoffperoxid ein Wert von 96 kJ, in guter Übereinstimmung mit anderen Arbeiten。Mit einer leicht abgewandelten Apparatur wurde die Kinetik der Reaktion untersucht。Die Daten ergaben eine Reaktion erster Ordnung，在 Übereinstimmung mit Angaben aus der Literatur。