Номер 16, страница 31 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 16, страница 31.

Условие.

16. Приведите пример реакции, которую можно ускорить как с помощью химического, так и с помощью биологического катализатора.

Решение.

Решение 2.

Примером реакции, которую можно ускорить как с помощью химического (неорганического), так и с помощью биологического катализатора (фермента), является реакция разложения пероксида водорода ($H_2O_2$).

В общем виде уравнение этой реакции выглядит так:

$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2 \uparrow$

В нормальных условиях эта реакция протекает крайне медленно. Однако ее скорость можно значительно увеличить, используя различные катализаторы.

Ускорение с помощью химического катализатора

В качестве неорганического катализатора для разложения пероксида водорода можно использовать оксид марганца(IV) ($MnO_2$). Он является эффективным гетерогенным катализатором. При добавлении небольшого количества черного порошка $MnO_2$ в раствор $H_2O_2$ начинается бурная реакция с выделением кислорода. Другими примерами неорганических катализаторов для этой реакции являются ионы железа($Fe^{3+}$) или иодид-ионы ($I^-$).

Уравнение реакции с использованием химического катализатора:

$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow$

Ускорение с помощью биологического катализатора

Биологическими катализаторами являются белки-ферменты. Реакцию разложения пероксида водорода в живых организмах катализирует фермент каталаза. Этот фермент присутствует практически во всех аэробных организмах (включая человека, животных и растения), поскольку пероксид водорода является токсичным побочным продуктом клеточного метаболизма. Каталаза эффективно расщепляет его на безвредные воду и кислород. Продемонстрировать действие каталазы можно, добавив к раствору пероксида водорода кусочек сырого картофеля или несколько капель крови, что вызовет интенсивное вспенивание.

Уравнение реакции с использованием биологического катализатора:

$2H_2O_2 \xrightarrow{каталаза} 2H_2O + O_2 \uparrow$

Таким образом, разложение пероксида водорода — это классический пример реакции, скорость которой может быть увеличена как с помощью неорганического вещества, так и с помощью фермента.

Ответ: Реакция разложения пероксида водорода: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$. Химический катализатор: оксид марганца(IV) ($MnO_2$). Биологический катализатор: фермент каталаза.