Katalysator

Als Resultat des Ganzen wird die Aktivierungsenergie der Reaktion herabgesetzt, wodurch diese schneller verläuft. Dabei ändert sich aber nicht die Lage des Gleichgewichts der Reaktion, dieses wird nur schneller eingestellt.

Es gibt zwei grundsätzliche Methoden, eine Reaktion zu katalysieren. Je nach Reaktion kann die eine oder die andere sinnvoller erscheinen.

Homogene Katalyse:

Hier liegen Katalysator und Eingangsstoffe (Edukte) in der gleichen Phase vor. Üblicherweise impliziert dies eine Reaktion in einem Lösungsmittel, also in flüssiger Phase.

Heterogene Katalyse:

Hier liegen der Katalysator und mindestens einer der Eingangsstoffe (Edukte) in unterschiedlichen Phasen vor. Dies können sowohl unterschiedliche Aggregatzustände, aber etwa auch zwei nicht mischbare flüssige Phasen sein.

Beispiel 1: Das Döbereiner Feuerzeug

Normalerweise reagiert Wasserstoff mit Luftsauerstoff erst durch Zuführen von Energie (etwa in Form eines Zündfunkrens). Döbereiner - einer der Pioniere insbesondere der Platinkatalyse - erfand ein Feuerzeug, das keinen Funken benötigt. Im Döbereiner Feuerzeug wird der ausströmende Wasserstoff über fein verteiltes Platin - sogennantes Platinmohr oder Platinschwamm - geleitet. Das Platin reagiert mit dem molekularen Wasserstoff, wobei die Bindung zwischen den Wasserstoffatomen aufgebrochen wird. Der Luftsauerstoff kann nun sehr leicht jeweils ein einzelnes Wasserstoffatom oxidieren und schlußendlich Wasser bilden. Platin liegt danach unverändert vor und durch die Energie der startenden Reaktion unterhält sich die Wasserstoffverbrennung nun selber.

Beispiel 2: Der Autokatalysator

Im Auto findet man den wohl populärsten Katalysator. Platin- und Rhodiumschichten setzen (neben mehreren anderen Materialien) umweltschädliche Stoffe, wie Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide aus der Verbrennung des Motors in weniger schädliche um.

2CO + O2 → 2CO2

2CnH2n+2 + (3n+1)O2 → (2n)CO2 + (2n+2)H2O

2NO + 2CO → N2 + 2CO2

Beispiel3: Alltagssituationen

Zucker lässt sich ohne weiteres nicht entzünden. Mit Hilfe von Tabakasche als Katalysator brennt Zucker aber doch [Bild 1] .

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