3D有趣實驗：大象牙膏（Elephant Toothpastes）〔II〕 | 合法藥品大搜索

2013年10月20日—在本實驗中，透過添加催化劑－碘化鉀（KI），使雙氧水分解速率加快，而快速產生大量的小氣泡，如火山爆發。利用碘化鉀催化過氧化氫的分解 ...

3D有趣實驗：大象牙膏（Elephant Toothpastes）〔II〕 國立彰化師範大學化學系學生王楨 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結，參閱「3D有趣實驗：大象牙膏〔I〕」[1]

原理和概念

● 本實驗使用的過氧化氫（H2O2），俗稱雙氧水，在自然情況下會隨著時間而慢慢分解成水和氧氣。在本實驗中，透過添加催化劑－碘化鉀（KI），使雙氧水分解速率加快，而快速產生大量的小氣泡，如火山爆發。利用碘化鉀催化過氧化氫的分解反應涉及兩反應，這兩個反應如反應式[1]和[2]所示，過氧化氫分解的總反應如反應式[3]所示：

H2O2(aq) + I−(aq) → H2O(l) + IO−(aq) [1] H2O2(aq) + IO−(aq) → H2O(l) + O2(g) + I−(aq) [2] ————————————————————————-總反應：2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g) [3]

●  本實驗加入碳酸鈉（Na2CO3），是為了去除反應所生成的碘（I2）。由於碘在鹼性環境（碳酸鈉溶液含OH–）中會產生自身氧化還原反應，以避免碘蒸氣的產生。其反應式如反應式[4]所示：

3I2(s) + 6OH–(aq) →5I–(aq) + IO3–(aq) + 3H2O(g) [4]

●  催化劑是能改變化學反應速率，而本身的質量、組成和化學性質在參與化學反應的前後皆不變。催化劑又可分為：(1)正催化劑：可降低正、逆反應的活化能，使正、逆反應的速率同時加快。(2)負催化劑：可升高正、逆反應的活化能，使正、逆反應的速率同時減慢。

●  催化劑的作用為：(1)可改變反應的路徑；(2)可能會產生不同的錯合物；(3)可降低（或提高）活化能，來達到催化目的或降低反應速率；以及(4)正催化劑加入反應中，同時使正、逆反應的活化能降低，因為正、逆反應的速率同時加快，故不會改變化學平衡。負催化劑也同樣原理。

●  平常使用的洗碗精裡含有界面活性劑，在洗碗時，攪動水而使空氣跑進水中，導致界面活性劑包住空氣，形成一顆顆的泡泡。同樣地，雙氧水在碘化鉀的催化下，快速產生氧氣，此時界面活性劑會包住氧氣，進而產生大量泡泡。