利用手持技术探究过氧化氢的分解

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1、万方数据第27卷第3期V01.27No.3广东教育学院学报JournalofGuangdongEducationInstitute2007年6月Jun.2007利用手持技术探究过氧化氢的分解陈承声1,区永麟2(1.广东教育学院化学系,广东广州510303;2.佛山市南海区大沥镇大镇中学,广东佛山528000)摘要:利用手持技术仪器测量过氧化氢分解时所引起的压强变化.通过实验比较了二氧化锰、马铃薯或干酵母作催化剂的条件下对H。02溶液分解的影响。结果表明,增加催化剂的用量能提高分解反应的速率,增大HzOz溶液的浓度也会

2、加快分解反应速率.对反应速率进行了线性拟合,建立了过氧化氢催化分解反应的动力学方程.关键词:手持技术;过氧化氢分解;二氧化锰;马铃薯;干酵母中图分类号:06—3文献标识码:A文章编号:1007—8754(2007)03一0059一051本课题研究的背景在实验室中常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法来制备氧气.其实有不少中学生熟悉的东西,如马铃薯、干酵母,甚至猪肝等生物催化剂也可以催化过氧化氢的分解,但它们的催化效果不同.因此可以引导学生开展科学探究活动,加深对催化剂种类、用量和反应物浓度对化学反应影响的认识.用肉眼来观

3、察过氧化氢的催化分解反应只能看到气泡的生成,缺少具体数据的支持.而利用手持技术操作简便、图表直观和数据处理快捷的功能[1]探究二氧化锰、马铃薯、干酵母对过氧化氢分解的影响,进而比较它们的催化效果.医疗上用过氧化氢溶液清洗伤口时,过氧化氢会发生激烈的分解并产生起消毒杀菌作用的氧气,这是由于肌体内过氧化氢酶的催化作用,有防止过氧化氢在体内积累的功能[2].过氧化氢酶又称触酶,是在生物演化过程中建立起来的生物防御系统的关键酶之一,它普遍存在于能呼吸的生物体内,也存在于马铃薯和干酵母中.过氧化氢酶能溶于水,几乎不溶于乙醇、氯

4、仿或乙醚.这种酶属于铁卟啉酶,它能专一分解过氧化氢,其催化反应实质是一分子的HzOz作为氢的供体,被氧化成Oz,而另一分子H。Oz被还原为H:O[2.3

5、,化学方程式为鼬i自&H202+H202骂2H20+02千2实验部分2.1实验仪器和药品【实验仪器】探世界万能数据采集器、气压传感器(o~700kpa)、电子天平、磁力搅拌器、塑料注射器(5mL)、锥型瓶、棕色容量瓶、棕色酸式滴定管、移液管、量筒、玻璃砂芯漏斗、研钵、电热干燥器收稿日期:2006—12—20基金项目:广东教育学院科研基金资助项目作者简介:陈承声(19

6、61一),男,广东罗定人,广东教育学院化学系副教授,硕士.万方数据60广东教育学院学报第27卷【药品】即发高活性干酵母(12g装,珠海紫英生物科技公司),新鲜马铃薯,蒸馏水,高真空硅脂.分析纯试剂:Mn02、30%H20z、H2SO。、MnS04、草酸钠、高锰酸钾.2.2实验准备(1)量取41.75mL浓H。sO。于100mL的烧杯中,稀释后溶液全部转移入250mL容量瓶中,定容配成3.om01/L的H2S0。溶液.另外称取MnS0。溶解并配成1.Omol/L的溶液.(2)用电子天平称取1.71g的KMno。溶解于1

7、00mI。的烧杯中;盖上表面皿。加热至沸并保持微沸状态1h,冷却后,用玻璃砂芯漏斗过滤,滤液转移到500mI。棕色容量瓶中定容.配成浓度约为o.02mol/L的KMnO。的溶液。将草酸钠放于电热干燥器中在65C下干燥3h,在玻璃干燥器中放置室温后,准确称取o.13~o.15g草酸钠于200mL锥型瓶中,加入40mL的水使其溶解,再加入10mL3.0mol/L的H。SO。溶液,加热到75~80℃.用配好的KMn04溶液进行滴定.滴定到溶液微红,30s不退色即为终点,记录数据[引.重复滴定两次取平均值,得到浓度为o.02

8、09mol/L的KMn04溶液.(3)将Mn02固体放在研钵中研成细粉末,密封装好图1实验装置图待用.(4)如图1连接好仪器,用高真空硅脂密封好橡皮塞及打孔处,确保气密性良好。实验在室温(26。5~28.5℃)下进行.2.3实验过程2.3.1实验方法(1)取5mL30%H20z与45mL蒸馏水混合配制浓度约为1mol/L的Hzoz溶液.称取一定量研细的MnO。,放人50mL锥型瓶中,再加人8mL蒸馏水和搅拌磁子,将两注射器筒中的空气全部排空,塞上胶塞,用高真空硅脂密封好.拔出其中一支注射器的塑料部分,吸入2mL配好的

9、H。O。溶液,安装备用.(2)开启和设置数据采集器:端口1连接气压传感器;数据采集速率:1/s;采集总量:500,显示模式:table.(3)开启磁力搅拌器,用中速搅拌.用另一注射器从锥型瓶抽出2mL气体,同时注入2mLH。O。溶液,反应马上开始,采集数据.待反应完全,数据稳定后,停止实验.不加入催化剂重复实验一次作为对比实验.(4)标定H。O

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