Katalytischer Zerfall von Wasserstoffperoxid

Versuchsdurchführung:
Ein Rundkolben (100 mL) wird mit einem Kolbenprober (100 mL) verbunden. Der Rundkolben taucht in ein Wasserbad, dessen Temperatur auf 20 °C gehalten wird.
In den Rundkolben werden 10 mL Wasserstoffperoxidlösung (Massenanteil = 3%) gegeben, die mit 19 mL Wasser verdünnt wird. Dann gibt man 1 mL gesättigte Kaliumiodidlösung hinzu, verbindet den Kolben mit dem Kolbenprober und setzt eine Stoppuhr in Gang. In Schritten von 10 mL im Kolbenprober aufgefangenen Sauerstoff wird die Zeit (in Minuten oder Sekunden) bestimmt.

Versuchsauswertung:

  1. Zeichnen Sie das Volumen/Zeit Diagramm.
    Zeit auf der x-Achse: 15 Minuten (900 Sekunden) entsprechen 15 cm
    Volumen auf der y-Achse: 100 mL entsprechen 15 cm
  2. Berechnen Sie die Wasserstoffperoxidkonzentration aus dem jeweiligen Volumen des aufgefangenen Sauerstoffs.
  3. Zeichnen Sie das Konzentration/Zeit-Diagramm.
    Zeit auf der x-Achse: 15 Minuten (900 Sekunden) entsprechen 15 cm
    Konzentration auf der y-Achse: 0,3 mol/L entsprechen 15 cm
  4. Ermitteln Sie die Reaktionsgeschwindigkeiten aus dem Konzentration/Zeit-Diagramm (Sekantenverfahren oder Tangentenverfahren) zu jeder Zeit..
  5. Wie lassen sich die untersuchten Abhängigkeiten erklären? 

 

Versuchsbeispiel:    

Zeit        min V       mL c (H2O2) 
mol * L-1		 RG *100 
mol * L-1 / min
0 0 0,29 -------
1,60 10 0,262  
2,50 20 0,235  
3,72 30 0,207  
4,93 40 0,179  
6,17 50 0,151  
7,50 60 0,124  
9,20 70 0,096  
11,50 80 0,068  
14,93 90 0,040  
  100 0,013 -------

 

Beispiel für die Berechnung der Konzentration von Wasserstoffperoxid (40 mL Sauerstoff):

c(H2O2) = 0,29 mol/L - 2 * (0,04 L / 24 L*mol-1) / 0,03 L = 0,179 mol/L

Ausgangskonzentration von H2O2:

c0(H2O2) = 0,3 g / 34 g*mol-1 / 0,03 L = 0,29 mol/L
Wert gerundet, da Massenanteil von 3% nicht ganz exakt