Experiment des Monats
August 2000

Homogene Katalyse

Die Homogene Katalyse wird hier anhand der Reduktion von Eisen(III) durch Thiosulfat demonstriert. In beiden Reagenzgläsern befindet sich Eisen(III)chlorid-Lösung. Der Lösung im rechten Reagenzglas wurde Kupfersulfat als Katalysator zugesetzt. Wird nun eine Thiosulfat-Lösung zugegeben (1), tritt zunächst eine rot-violette Färbung auf, die im rechten Reagenzglas sofort verschwindet. Im linken Glas hält die Färbung bis zu einer Minute an. (2)

Experiment des Monats Experiment des Monats

Geräte und Chemikalien:
Reagenzgläser
0,05-molare Eisen(III)chlorid-Lösung, 5%ige Kupfersulfat-Lösung, 0,1-molare Natriumthiosulfat-Lösung.

Durchführung:
In zwei Reagenzgläser jeweils 20 ml 0,05-molare Eisen(III)chlorid-Lösung füllen. Zur Lösung in einem Glas einige Tropfen verdünnter Kupfersulfat-Lösung geben. Nun jeweils 20 ml 0,1-molare Thiosulfat-Lösung zugeben. Es tritt in beiden Gläsern zunächst eine rotviolette Färbung auf, die bei der kupferhaltigen Lösung sofort wieder verschwindet. Bei der kupferfreien Lösung erfolgt die Entfärbung erst nach ½ - 1 Minute.

Erklärung:
Eisen(III)-salze bilden in wässriger Lösung mit Thiosulfat rot-violett gefärbte Komplexe:

[Fe(H2O)6]3+ + S2O32– -> [Fe(H2O)4(S2O3)]+ + 2 H2O

Der Thiosulfato-Eisenkomplex ist jedoch nicht beständig, er zerfällt gemäß:

2 [Fe(H2O)4(S2O3)]+ + 4 H2O -> 2 [Fe(H2O)6]2+ + S4O62–

wobei Eisen(III) zu Eisen(II) reduziert wird. Der rot-violette Komplex zerfällt, die Lösung entfärbt sich. Einige andere Schwermetall-Ionen, beispielsweise Cu2+, katalysieren diese Redox-Reaktion.

Die gleiche Reaktion kann auch zur Demonstration der Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit ausgenutzt werden. Das Reaktionsgemisch (ohne Katalysator!) wird bei verschiedenen Temperaturen angesetzt, man mißt die Reaktionszeit bis zur Entfärbung.

Gefahren:
Eisen(III)chlorid ist ätzend, Kupfersulfat und Natriumthiosulfat sind gesundheitsschädlich.

Entsorgung:
Die Lösungen kommen zum anorganischen Schwermetall-Abfall.

Literatur & Links:
G. Jander / E. Blasius: "Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie" - S. 310
"Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante", Abt. Physikalische Chemie I, Univ. Siegen, Versuch 5.6.1.
"Chemisches Praktikum für Mediziner" - CCC, Institut für Organische Chemie der Univ. Erlangen-Nürnberg: Versuch 5.3

Dieser Versuch wird im Praktikum "Chemie für Mediziner" der Universität Erlangen-Nürnberg durchgeführt. Im Internet-Angebot zu diesem Praktikum ist für diesen Versuch ein Video abrufbar.
Frau Dipl.-Chem. Gisela Martinek danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.

Juli 2000: Das Eiweiß im Eiklar

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Seite erstellt am: Montag, 31. Juli 2000, A. Schunk.