Effetto del catalizzatore sulla velocità di reazione

I catalizzatori sono sostanze che aggiunte in piccole quantità ad una reazione chimica modificano il tempo di avvenuta reazione senza essere consumati durante la reazione stessa.

La reazione in ambiente acido tra permanganato di potassio e acido ossalico è caratterizzata dalla presenza in soluzione di ioni Mn²⁺, catalizzatore che influirà efficacemente su questa reazione provocando una decolorazione della soluzione in tempi più rapidi.

Durata: 45'

Scopo:

Verificare l'influenza della presenza di un catalizzatore (ioni Mn²⁺) sulla velocità della reazione in ambiente acido tra permanganato di potassio e acido ossalico.

Teoria:

Il permanganato di potassio è una sostanza violetta che colora intensamente la soluzione. Facendo reagire il permanganato di potassio con l'acido ossalico in ambiente acido si avrà la formazione di ioni Mn²⁺ che renderanno incolore in soluzione.

In presenza del catalizzatore Mn²⁺ la reazione avverrà più velocemente.

2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 10CO₂ + K₂SO₄ + 8H₂O

La totale decolorazione della soluzione indica quindi la scomparsa del permanganato ed il completamento della reazione, che avverrà più velocemente in presenza del catalizzatore Mn²⁺.

Materiale:

• soluzione KMnO₄ 0,02 M
• soluzione H₂C₂O₄ 0,1M
• H₂SO₄ concentrato
• Solfato di manganese MnSO₄ in cristalli

Strumenti:

• becher
• cilindri graduati
• bacchetta di vetro
• cronometro

Procedimento:

1. Versare in due becher 50 ml di soluzione di acido ossalico e 5 ml di acido solforico concentrato
2. In un solo becher aggiungere alcuni cristalli di solfato di manganese e scioglierli agitando con la bacchetta di vetro
3. Versare in due cilindri graduati due aliquote da 50 ml della soluzione di permanganato di potassio
4. Versare contemporaneamente le due aliquote di permanganato di potassio nei due becher contenenti la soluzione di acido ossalico
5. Azionare il cronometro
6. Annotare i tempi impiegati dalle due reazioni per raggiungere la totale decolorazione della soluzione (completamento della reazione)

Risultato:

Si osserva che in presenza del catalizzatore la reazione termina in tempi più rapidi rispetto alla reazione avvenuta senza gli ioni Mn²⁺.