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大象牙膏

大象牙膏英语:Elephant toothpaste)是一个化学实验,因实验中过氧化氢快速分解所产生大量气泡而得名[1][2][3]。这个实验需要的原料较少,而产生的效果却和火山喷发一样壮观,故常用于课堂演示中[1][2][3]

實驗過程

实验过程与现象 编辑

首先将浓过氧化氢溶液(一般为30%~35%,俗称双氧水)与洗碗精[4]混合,然后加入催化剂(一般用碘化钾)来使过氧化氢快速分解。受到催化劑的催化,过氧化氢會快速分解,产生大量的氧气。這些氧氣會极快地冲出容器,然后被洗碗精包裹住产生气泡,并聚集成为泡沫喷涌而出。如果事先在催化剂溶液中加入一些色素,产生的泡沫就是彩色的。[1][3]

化学解释 编辑

这个实验證明过氧化氢(H2O2)可以被催化分解,产物是氧气。过氧化氢在一般情况下也可以分解成水和氧气,但是反应速度极慢,甚至于观测不到。在加入催化剂(一般在大象牙膏实验中为碘化钾)后会加速反应生成大量氧气:[1]

2H2O2 → 2H2O(l) + O2(g)

此反应中碘化钾充当了催化剂:它的总量并没有减少,且加速了反应的进行[1][2][3]。碘离子将反应机理改变为:

H2O2 + I H2O + IO
H2O2 + IO H2O + O2 + I

2H2O2 2H2O(l) + O2(g) ΔrH° = −196 kJ/mol

这个反应是放热反应,所以产生的气泡是热的[1][2]。另外,使用二氧化锰氧化铜等也可以作为催化剂加快反应速率,但固体催化剂与液相的接触面积可能不如液体催化剂大。

其他版本 编辑

一种可供孩子尝试的更安全的版本是,改用危害更小且更易获取的稀过氧化氢(3%至6%)来反应,并以酿酒酵母粉催化[2]。这样做的话,虽然仍会有泡沫产生,但速度更缓慢,泡沫喷出的力度也更小。

若不用过氧化氢,也可以选用氯化铝饱和溶液与含洗洁精的饱和碳酸氢钠溶液来反应,这样产生的泡沫为二氧化碳[5]

 

参见 编辑

参考文献 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 (PDF). University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. [21 March 2014]. (原始内容 (PDF)存档于2011年11月11日). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Elephant’s Toothpaste - Kid Version. Steve Spangler Science. [21 March 2014]. (原始内容于2014-03-18). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Catalytic Decomposition of H2O2 - Elephant's Toothpaste (PDF). NCSU Department of Chemistry Lecture Demonstrations. North Carolina State University. [21 March 2014]. (原始内容 (PDF)于2016-05-28). 
  4. ^ 佚名. 大象牙膏. 中学科技. 2013, (2): 35 [2014-10-02]. (原始内容于2020-06-08). 
  5. ^ 尚广斗. 中国的“大象牙膏”实验. 中学化学教学参考. 2011, (11): 42 [2014-10-02]. (原始内容于2020-06-08). 

外部链接 编辑

  • The Elephant's Toothpaste Experiment (页面存档备份,存于互联网档案馆) sciencebob.com

大象牙膏, 英语, elephant, toothpaste, 是一个化学实验, 因实验中过氧化氢快速分解所产生大量气泡而得名, 这个实验需要的原料较少, 而产生的效果却和火山喷发一样壮观, 故常用于课堂演示中, source, source, source, source, 實驗過程, 目录, 实验过程与现象, 化学解释, 其他版本, 参见, 参考文献, 外部链接实验过程与现象, 编辑首先将浓过氧化氢溶液, 一般为30, 俗称双氧水, 与洗碗精, 混合, 然后加入催化剂, 一般用碘化钾, 来使过氧化氢快速分解, . 大象牙膏 英语 Elephant toothpaste 是一个化学实验 因实验中过氧化氢快速分解所产生大量气泡而得名 1 2 3 这个实验需要的原料较少 而产生的效果却和火山喷发一样壮观 故常用于课堂演示中 1 2 3 source source source source 實驗過程 目录 1 实验过程与现象 2 化学解释 3 其他版本 4 参见 5 参考文献 6 外部链接实验过程与现象 编辑首先将浓过氧化氢溶液 一般为30 35 俗称双氧水 与洗碗精 4 混合 然后加入催化剂 一般用碘化钾 来使过氧化氢快速分解 受到催化劑的催化 过氧化氢會快速分解 产生大量的氧气 這些氧氣會极快地冲出容器 然后被洗碗精包裹住产生气泡 并聚集成为泡沫喷涌而出 如果事先在催化剂溶液中加入一些色素 产生的泡沫就是彩色的 1 3 化学解释 编辑这个实验證明过氧化氢 H2O2 可以被催化分解 产物是水与氧气 过氧化氢在一般情况下也可以分解成水和氧气 但是反应速度极慢 甚至于观测不到 在加入催化剂 一般在大象牙膏实验中为碘化钾 后会加速反应生成大量氧气 1 2H2O2 2H2O l O2 g 此反应中碘化钾充当了催化剂 它的总量并没有减少 且加速了反应的进行 1 2 3 碘离子将反应机理改变为 H2O2 I H2O IO H2O2 IO H2O O2 I 2H2O2 2H2O l O2 g DrH 196 kJ mol这个反应是放热反应 所以产生的气泡是热的 1 2 另外 使用二氧化锰 氧化铜等也可以作为催化剂加快反应速率 但固体催化剂与液相的接触面积可能不如液体催化剂大 其他版本 编辑一种可供孩子尝试的更安全的版本是 改用危害更小且更易获取的稀过氧化氢 3 至6 来反应 并以酿酒酵母粉催化 2 这样做的话 虽然仍会有泡沫产生 但速度更缓慢 泡沫喷出的力度也更小 若不用过氧化氢 也可以选用氯化铝饱和溶液与含洗洁精的饱和碳酸氢钠溶液来反应 这样产生的泡沫为二氧化碳 5 A l 3 3 H C O 3 A l O H 3 3 C O 2 displaystyle Al 3 3HCO 3 Al OH 3 downarrow 3CO 2 uparrow nbsp 参见 编辑过氧化氢 碘化钾参考文献 编辑 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Elephant s Toothpaste PDF University of Utah Chemistry Demonstrations University of Utah 21 March 2014 原始内容 PDF 存档于2011年11月11日 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 Elephant s Toothpaste Kid Version Steve Spangler Science 21 March 2014 原始内容存档于2014 03 18 3 0 3 1 3 2 3 3 Catalytic Decomposition of H2O2 Elephant s Toothpaste PDF NCSU Department of Chemistry Lecture Demonstrations North Carolina State University 21 March 2014 原始内容存档 PDF 于2016 05 28 佚名 大象牙膏 中学科技 2013 2 35 2014 10 02 原始内容存档于2020 06 08 尚广斗 中国的 大象牙膏 实验 中学化学教学参考 2011 11 42 2014 10 02 原始内容存档于2020 06 08 外部链接 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 大象牙膏The Elephant s Toothpaste Experiment 页面存档备份 存于互联网档案馆 sciencebob com 取自 https zh wikipedia org w index php title 大象牙膏 amp oldid 70780008, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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