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Chemie

Katalysatoren bei der Esterbildung

Ein Katalysator beschleunigt eine Reaktion und wird dabei nicht verbraucht.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich erkläre, was ein Katalysator ist.
  • Ich beschreibe die Wirkung bei der Esterbildung.
  • Ich werte einen Versuch mit und ohne Katalysator aus.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Kondensation und Hydrolyse

Mischt man Essigsäure und Ethanol, bildet sich der Ester nur sehr langsam. Gibt man einige Tropfen konzentrierte Schwefelsäure dazu, geht es viel schneller. Die Schwefelsäure ist hier ein Katalysator. Ein Katalysator beschleunigt eine Reaktion. Er wird dabei nicht verbraucht und liegt am Ende wieder unverändert vor. Warum geht es schneller? Damit Teilchen reagieren, brauchen sie einen Anstoß. Diese Energie heißt Aktivierungsenergie. Der Katalysator öffnet einen Weg mit kleinerer Aktivierungsenergie. Mehr Teilchen schaffen es dann zu reagieren. Der Katalysator ändert nicht, welche Stoffe am Ende überwiegen. Er sorgt nur dafür, dass dieser Endzustand früher erreicht ist. Konzentrierte Schwefelsäure bindet außerdem Wasser. Dadurch entsteht mehr Ester. Konzentrierte Schwefelsäure ist stark ätzend. Sie wird nur von der Lehrkraft verwendet, mit Schutzbrille und Schutzhandschuhen. Auch im Alltag sind Katalysatoren wichtig. Im Auto reinigt ein Katalysator die Abgase. Im Körper beschleunigen Enzyme viele Reaktionen.

Beispielwerte (ausgedacht) zur Auswertung.
AnsatzZeit bis zum deutlichen Fruchtgeruch
ohne Katalysator40 Minuten
mit Katalysator5 Minuten

Einen Versuch auswerten

  1. Beobachtung: Ohne Katalysator riecht man nach 40 Minuten Frucht, mit Katalysator nach 5 Minuten.
  2. 40 : 5 = 8. Die Reaktion läuft etwa achtmal so schnell.
  3. Der Katalysator liegt am Ende noch vor.
  4. Ergebnis: Er beschleunigt, ohne verbraucht zu werden. (Versuch: Nur mit der Lehrkraft im Fachraum, nicht zum Nachmachen.)

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Katalysator: schneller.

Er bleibt übrig.

Weniger Anstoß nötig.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Weg führt über einen hohen Pass. Ein Tunnel führt tiefer durch den Berg, man muss weniger hoch steigen. Der Tunnel bleibt und wird nicht verbraucht.

Schritt für Schritt

Wir erkennen einen Katalysator

  1. Reaktion läuft mit dem Stoff schneller.
  2. Der Stoff liegt am Ende unverändert vor.
  3. Dann ist er ein Katalysator.
  4. Er senkt die Aktivierungsenergie.

Mit einem Bild erklärt

FrageAntwort
Wird es schneller?ja
Wird er verbraucht?nein
ErgebnisKatalysator

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ohne Katalysator dauert die Reaktion 40 Minuten, mit Katalysator 5 Minuten. Wievielmal schneller läuft sie mit Katalysator?

Zeig mir den ersten Schritt

Teile 40 durch 5.

Lösung ansehen

Lösung: 8

40 : 5 = 8.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Was passiert mit dem Katalysator?
Zeig mir den ersten Schritt

Denke an die Definition.

Lösung ansehen

Lösung: Er liegt am Ende unverändert vor.

Tipp: Frage bei Katalysatoren immer: Wird die Reaktion schneller? Ist er am Ende noch da? Dann ist es ein Katalysator.

Merksatz: Katalysator: beschleunigt eine Reaktion, wird nicht verbraucht, senkt die Aktivierungsenergie.

Typischer Fehler: Viele denken, ein Katalysator werde zum Produkt. Er bleibt unverändert und wirkt immer wieder.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wofür verwendet man bei der Esterbildung konzentrierte Schwefelsäure?
Lösung ansehen

Lösung: als Katalysator

Frage 2 Ein Katalysator wird bei der Reaktion verbraucht.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Was senkt ein Katalysator?
Lösung ansehen

Lösung: die Aktivierungsenergie

Frage 4 Wo findest du im Alltag Katalysatoren?
Lösung ansehen

Lösung: im Abgaskatalysator des Autos und als Enzyme im Körper

Frage 5 Konzentrierte Schwefelsäure ist stark ätzend und wird nur von der Lehrkraft verwendet.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Ein Katalysator senkt die Aktivierungsenergie und beschleunigt die Reaktion. Er wird nicht verbraucht.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Ester, Tenside und Zusatzstoffe

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