Springen naar inhoud

Katalysator Bepalen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Pater Beer

    Pater Beer


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 januari 2007 - 15:54

Een goedemiddag.
Ik heb de zoekfunctie gebruikt maar daar kwam niks bevredigbaars uit, dus ik begin maar een nieuw onderwerp!

Mijn vraag luidt, is het mogelijk (en hoe) om een goede katalysator te bepalen?
Mijn kennis is nog niet toereikend, ik zit nu in 5-VWO en mijn oudere broer wist het ook niet.
Voor een proef op school moesten wij beantwoorden: wat is de beste katalysator voor de reactie tussen aluminium-III en zoutzuur?
We moesten de volgende katalysatoren uitproberen:
- NaCl
- NaNo3
- NaSO4
- CuNo3
- CuCl
- CuSO4
De proef is gedaan en de beste katalysator was CuCl. Verder hebben we opgemerkt dat koper en chloor beiden voor betere reacties zorgen; NaCl was sneller dan de andere stoffen met natrium; en de stoffen met koper waren alledrie sneller dan de natrium-stoffen.

Het verslag is af en mooi geworden, maar aan de hypothese schort zeker nog wat, en het ziet er afgeraffeld uit:
Voor deze proef is geen hypothese mogelijk, immers is onze kennis niet toereikend om theoretisch een goede katalysator te bepalen.
We hebben de leraar gevraagd hoe een katalysator te bepalen, we stelden zelf brute kracht voor (ofwel alles uitproberen), en hij was het met ons eens.
Maar, nogmaals, we vinden onze hypothese zo lelijk.

Alvast bedankt voor de hulp!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 januari 2007 - 01:01

Het vinden van de juiste katalysator is jarenlang een kwestie geweest van trial and error. Veel katalysatoren zijn (min of meer) bij toeval ontdekt en voor deze toevalligheden zijn toch aardig wat nobelprijzen uitgereikt.

Het is momenteel wel mogelijk om met behulp van zeer veel ingewikkeld rekenwerk (quantumchemie) bepaalde voorspellingen te doen over katalytische activiteit van bepaalde stoffen, maar dit is pas mogelijk nadat de computers er snel genoeg voor werden. Zelfs dan nog vereist het behoorlijk wat slim denkwerk.

Wat wel kan is door logisch nadenken en door het reactiemechanisme te bestuderen een aantal dingen te verzinnen die zouden kunnen werken. Dat is op zich wel iets wat je in 5 VWO zou kunnen proberen. Ik ben het met je eens dat het moeilijk is om met een hypothese te komen. Maar misschien kun je jezelf een klein beetje op weg helpen:

Wat is precies de reactie die plaatsvindt? Weet je iets over het reactiemechanisme? Bijvoorbeeld, gaat de reactie in 1 stap, of via een aantal tussenstappen? De reactiesnelheid wordt bepaald door de langzaamste stap uit het mechanisme. Weet je welke stap dat is? Als je dat weet, kun je een manier bedenken hoe die stap sneller gemaakt kan worden? (dat is wat een katalysator doet, in plaats van 1 langzame stap krijg je 2 of meer snellere tussenstappen).

Als je zo'n manier kunt bedenken heb je een prachtige hypothese. Het mooie aan een hypothese is dat ie helemaal niet waar hoeft te zijn, zolang je denkstappen maar logisch zijn.

Nog 1 ding: Je hypothese is misschien "lelijk" maar wat ik erger zou vinden is dit: Je stelt "brute force" voor, dus in feite een hele hoop dingen proberen en kijken of het werkt, maar in feite vergelijk je maar 2 verschillende metalen. Bovendien maak je niet duidelijk waarom je juist die 2 metalen gebruikt.

En een laatste "zeur" opmerking: De verhoudingsformules van je zouten kloppen niet. NaSO4 bestaat niet, en weet je zeker dat het CuNO3 is en niet Cu(NO3)2? (zelfde voor CuCl/CuCl2 en CuSO4/Cu2SO4)

#3

Pater Beer

    Pater Beer


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 januari 2007 - 13:33

Ten eerste bedankt voor deze mooie uitleg, het maakt een hoop duidelijker.
Is dat werkelijk waar, hoe meer stappen, hoe sneller? Dat is wel handig om te weten!

De opzet van dit experiment was om min of meer inzicht te krijgen in het oplossen van proeven (ofwel, hoeveel gebruik je, in welke verhoudingen, hoe lang duurt het, enz.). De stoffen die ik heb genoemd waren dus gegeven in de vraag, we moesten beoordelen welke van de zes gegeven stoffen de beste katalysator was. Had ik misschien even moeten zeggen.

En over die zoutformules; ik geloof dat je gelijk hebt, ik haalde twee zaken door elkaar. In een ruwe uitwerking van het verslag kwam er een rode dikke streep door de volgende zin:
...met de stoffen Al3+...
Immers was er nog geen sprake van een zout, en hoefde ik de lading niet te vermelden. Hierdoor heb ik de ladingen ook niet verwerkt in de katalysatoren. :)

Ik zal ze zeker aanpassen, scheelt toch weer een hele punt! Ook zal ik het reactieschema bekijken.

Bedankt voor de hulp!

#4

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8252 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 januari 2007 - 13:59

'hoe meer stappen, hoe sneller' is zeker niet waar. Sommige stappen duren lang en andere stappen duren kort. Door 1 lange stap te vervangen voor 2 korte stappen, is het mogelijk om een reactie te versnellen.

Hoewel het niet helemaal aansluit op je vraagstelling is het misschien leerzaam en interessant om de reactiekinetiek en sterische conformaties bij enzymen eens te bekijken.
"Meep meep meep." Beaker

#5

Nobully

    Nobully


  • >100 berichten
  • 112 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 januari 2007 - 14:37

Reactiesnelheid

1-) pseudeomonomoleculaire reacties:

Reactie waarvan men de indruk krijgt dat er slechts 1 molecule betrokken is bij de reactiesnelheid
vb) benzine + O2

2-) Reactie kan in verschillende stappen gebeuren:

A--> traag B+C
C--> snel D+E

de traagste stap is de snelheidsbepalende stap

3) invloed van verschillende factoren op de reactiesnelheid:



Om dat van die katalysator wat beter uit te leggen moet ik eerst iets anders uitleggen, namelijk de activeringsenergie
activeringsenergie = is de energie die nodig is om de reactie tot stand te brengen.

enkele verschillende factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid:

1) invloed van concentratie
conc reagentie stijgt --> kans op efficiente botsingen stijgt --> reactiesnelheid stijgt.

2) invloed van druk
volume daalt __>concentratie stijgt -->>...

3) invloed van temp
snelheid reagentie stijgt --> kans op effectieve botsingen stijgt -->>...
maar nog een tweede reden bij temp
meer moleculen bezitten de minimale vereiste energie om de reactie te laten plaats vinden, meer moleculen bezitten de activeringsenergie, dus de reactie zal vlotter verlpen


4) invloed van katalysator:
Definitie = het is een stof die toegevoegd wordt aan het reactievat en dier er voor zorgt dat de reactiesnelheid verhoogt.
Het is een stof die deelneemt aan de reactie maar die na de reactie onverandert wordt terug gevonden in het reactievat.
Is een stof die er voor zorgt dat een reactiepad gevolgd wordt MET LAGERE ACTIVERINGSENERGIE

Dus zal de reactie gunstiger verlopen


Het is allemaal juist want het komt uit me cursus van de prof

groeten Bart

#6

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 januari 2007 - 17:03

Een "brute force methode" om een goede katalysator te vinden zonder gebruik te maken van voorkennis vind ik nou lelijk. Temeer daar er over deze eenvoudige stoffen al heel veel kennis bestaat.
Welnu, als je een metaal ( hier dus aluminium) oplost in zoutzuur is de kathodische waterstofontwikkeling tijdens de reaktie het meest snelheidsbepalend. Op die waterstofontwikkeling zal die katalyse zich dus moeten richten. We weten dat fijn verdeeld platina de meest actieve katalysator is voor deze reaktie omdat fijn verdeeld Pt de kathodische overspanning het sterkste verlaagt. Ongetwijfeld zal een druppeltje uit een flesje met chloorplatinazuur ( H2PtCl6) deze reaktie duidelijk versnellen door de afscheiding van verse Pt-kiemen op het Al.
Maar, deze stof stond niet in Uw rijtje. We zien wel drie koperzouten die alle drie kunnen zorgen voor koperkiemen op het aluminium. Ook deze koperkiemen kunnen de waterstofvorming wel wat katalyseren. Maar minder dan Pt ( en bijv. Ni)
Ik vrees dat er bij kopernitraat en kopersulfaat teveel koper op het aluminium komt zodat het anodisch oplossen van aluminium geblokkeerd raakt. De oplosbaarheid van vast CuCl in zoutzuur is heel gering. Dat leidt tot de vorming van maar weinig koperkiemen. Genoeg om de waterstofvorming wat te katalyseren maar te weinig om het aluminium grotendeels af te schermen van de HCl-oplossing.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#7

Pater Beer

    Pater Beer


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 januari 2007 - 18:04

Ik kan maar een ding zeggen:
:)

:?:
Ik leer hier meer dan op school! Ik zal deze uitleg nog even moeten nalezen en uitpluizen om de stof eigen te maken...
Hartstikke bedankt, ook al heb ik nog niet gehoord van kathodische waterstofontwikkeling, dit zal ik allemaal uitzoeken.
Nogmaals bedankt!

#8

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8805 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 januari 2007 - 18:26

Dit soort reacties zijn eigenlijk best lastig om te beschrijven (op schoolnivo anyways) qua katalyse, omdat er nogal wat bij komt kijken... maar dat is een beetje inherent aan reacties met vaste stoffen.

Processen waarbij alle reactanten in oplossing (of gasfase langs een vaste katalysator) zijn hebben vaak een veel beter voor te stellen mechanisme.
Victory through technology

#9

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 januari 2007 - 02:33

Reactiesnelheid


Het is allemaal juist want het komt uit me cursus van de prof  



Dan gaat je prof, of in ieder geval je cursus, te kort door de bocht. Er zijn, zeker bij katalytische systemen, tal van voorbeelden te noemen waarbij er een optimale temperatuur is voor de reactie; dat wil zeggen dat de reactie bij hogere temperatuur langzamer verloopt!

#10

Pater Beer

    Pater Beer


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 januari 2007 - 22:02

Net als in de biologie, waar men spreekt over optimumtemperaturen (in ons lichaam ong. 37 graden).





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures