Mangan(II)sulfat (MnSO4) framställs genom reaktion mellan brunsten (mangandioxid, MnO2; mangan med oxidationstal +IV) och svavelsyra. Mangansulfat används för gödsling av manganfattiga marker och som tillsats i kreatursfoder. Ett annat användningsområde är textilfärgning och glastillverkning.
Svavelsyra (H2SO4) är världens till volym räknat största industriella kemikalie. Svavelsyra är i koncentrerad form mycket frätande. Den framställs ur svaveldioxid (SO2). Svavelsyra används bl a vid tillverkning av gödningsmedel, sprängämne, papperslimmning och glastillverkning.
Oxalsyra (H2C2O4) förekommer i spenat och rabarber. Oxalsyra kan framställas ur NaOH och koldioxid och används vid framställning av bläck, färgning - tryckning och som reduktionsmedel.
16 H+ | + | 2 MnO4- | + | 5 C2O42- | → | 2 Mn2+ | + | 10 CO2 | + | 8 H2O |
väte- joner | permanganat | oxalat- joner | mangan(II)- joner | koldioxid | vatten |
---|
Reaktionen är ganska långsam och därför är avfärgningstiden mätbar. Anledningen till den långsamma reaktionen är att bindningarna mellan kolatomerna i oxalatjonen är kovalenta. Reaktioner med kovalenta bindningar är i regel långsammare än reaktioner mellan jonföreningar.
Reaktionsmekanismen inverkar också på hastigheten. När fler än två reaktanter måste kollidera samtidigt, och i gynnsamma vinklar, minskar chansen för att det ska inträffa ett givet ögonblick.
Den som är observant kanske upptäckte att avfärgningen i uppgift ett gick snabbare och snabbare. Detta beror på att det bildas Mn2+ (se reaktionsformeln ovan). Man kan säga att reaktionen katalyserar sig själv.
En katalysator förbrukas inte utan finns kvar i oförändrad form efter att reaktionen ägt rum. Detta gör att relativt liten mängd kan påverka reaktionshastigheten på en mycket stor lösning.
Katalysatorer har en mycket viktig uppgift i många kemiska reaktioner. I t ex din kropp pågår ständigt en mängd olika reaktioner. Dessa skulle utan katalysatorer eller enzymer som de kallas i detta sammanhang, ta alltför lång tid. I din kropp innebär enzymer skillnaden mellan liv och död.
Även inom den kemiska industrin är katalysatorer mycket viktiga. De används i t ex läkemedelsindustrin vid framställning av läkemedel. På senare år används även katalysatorer för att rena bilavgaser. Den aktiva delen i en bilkatalysator är platina som har förmågan att omvandla giftiga NO - gaser till ofarliga gaser som kvävgas (N2) och syrgas (O2).
I denna uppgift sker avfärgningen spontant i rumstemperatur. Det finns alltså tillräckligt med aktiveringsenergi för att en reaktion ska äga rum. Vid högre temperatur sker dock reaktionen ännu snabbare. Det beror på att i en varmare lösning rör sig molekylerna häftigare och kommer i kontakt med varandra oftare vilket leder till en snabbare reaktion. Därför går kemiska reaktioner snabbare vid högre temperatur än vid lägre.
Vi reglerar dagligen kemiska reaktioner utan att vi kanske tänker på det. Vi ställer mjölken i kylen för att inte den ska surna, vi lägger kött i frysen, kokar eller steker osv.