此實驗使用雙氧水及家用清潔劑,加入催化劑(碘化鉀)至量筒後,立即快速地產生柱狀的許多泡沫,如火山爆發。此實驗的戲劇性效果驚人,能提高學生學習的興趣及動手做實驗的意願。
● 原理
雙氧水本身會自身氧化還原成水和氧氣,碘化鉀則是催化劑,會加快反應速率。但碘化鉀也會與雙氧水反應產生I2,進而使泡沫變成棕色。
利用KI 為催化劑時,就可以利用KI 的氧化還原反應時顏色不同加以辨認。
反應機構如下:
KI溶液和H2O2 的反應,因H2O2 為弱酸性,會讓部分I -先進行氧化反應,見反應機構(3),而產生的I2再和I-結合成褐色的I3-,見反應機構(4),再來反應機構(3)中釋放出來的 e-,提供I3- 進行還原反應而再出現無色的I-,參見反應機構(5)。
● 操作步驟
1. 取一個量筒,放置在淺底盤的中間位置。
2. 35%的雙氧水2mL及水3mL加入量筒中,並滴入幾滴食用色素。
3. 加入一滴清潔劑至量筒中,輕輕地搖晃使其充分混合。
4. 最後加入碘化鉀,立即產生大量泡沫及氣體,如火山爆發。
5. 將燃燒中的線香放入充滿氣體泡沫的量筒中,觀察現象。
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條香試驗 |
可燃性/助燃性 |
氣體產物 |
實驗 |
條香燒得更旺 |
助燃性 |
O2 |
● 注意事項
・過氧化氫為強氧化劑,具有腐蝕性,若不小心接觸到皮膚,應以大量清水沖洗。
・產生大量泡沫時,應注意保持適當距離,避免被噴濺到。
● 參考資料
・臺灣師範大學化學實驗彙整手冊。