Question

Одним из лабораторных способов получения кислорода является разложение пероксида водорода: 2H2O2+MnO2=2H2O+O2+MnO2 Назовите катализатор данной реакции. Объясните протекание реакции гетерогенного катализа с точки зрения теории частиц

Answer 1

Катализатором служить порошок черного цвета – оксид марганца MnO2. Тотчас смесь начнет вспениваться вследствие выделения большого количества кислорода.

MnO2 не расходуется, но ускоряет разложение перекиси водорода на воду и свободный кислород 2H2O2 = 2H2O + O2 O (1-) - e = O (0) O (1-) + e = O (2-) (степень окисления валентность, указанную в скобках надо записать без скобок сверху над элементом справа) Соединения марганца, как и многих других переходных металлов, могут выступать в качестве окислительно-восстановительных катализаторов. Марганец выступает "посредником" при передаче электрона в реакции диспропорционирования между атомами кислорода.

Answer 2

Катализатором данной реакции является марганцевый диоксид (MnO2).

Протекание реакции гетерогенного катализа можно объяснить с точки зрения теории частиц. В данной реакции реагенты (пероксид водорода и марганцевый диоксид) находятся в разных фазах - пероксид водорода в жидкой, а марганцевый диоксид в твердой. Поверхность марганцевого диоксида представляет собой активное место, на котором происходят реакции.

Пероксид водорода, попадая на поверхность марганцевого диоксида, диссоциирует на молекулы воды и молекулы кислорода. Катализатор ускоряет эту реакцию, обеспечивая альтернативный путь с более низкой энергией активации. Молекулы пероксида водорода адсорбируются на поверхности марганцевого диоксида, что способствует образованию активных центров реакции. Затем происходит разложение пероксида водорода на молекулы воды и кислорода. Образовавшийся кислород отсвобождается от поверхности катализатора.

Таким образом, гетерогенный катализ происходит благодаря взаимодействию реагентов с поверхностью катализатора и образованию активных центров реакции. Это позволяет ускорить реакцию и снизить энергию активации, не изменяя сам катализатор.