2022年10月28日-化学

万圣节科学:渗透南瓜实验

这个万圣节,让你的杰克灯焕发新生吧!



“渗出的南瓜”实验为经典的化学演示增添了万圣节的色彩。它安全、简单,是让学生思考化学反应和反应速率的完美方法。

渗水南瓜实验是如何进行的

过氧化氢(H2O2)在过氧化氢酶的存在下迅速分解,过氧化氢酶是一种在大多数生物体中发现的酶。在正常情况下,这种分解反应的产物——水和氧——表现得和预期的一样平淡。氧气迅速逃逸,上升并爆裂成小气泡。但在过氧化氢中加入一点洗洁精会增加表面张力,从而将氧气困在构成泡沫的大气泡中。

过氧化氢的分解反应表示为:

H2O2→2 h2O2+ O2

过氧化氢在过氧化氢酶存在下的分解被认为发生在两个阶段。这些阶段相当复杂,与学生讨论另一种类似的放热反应可能会更好。

这里,碘化钾被用作过氧化氢分解的催化剂:

H2O2+我-→H2O + IO-

H2O2+输入输出-→H2O + O2+我-

材料

  • 无线温度传感器链路
  • 12%双氧水(大部分美容用品店以“40量”有售)
  • 面包酵母(1包)
  • 温水
  • 洗碗皂或洗衣液
  • 食用染料(可选,但推荐)

演示前

这种化学反应对所有年龄段的学生都是安全的,但它很混乱。如果你不在实验室环境中教学,你可能想要覆盖反应一英尺内的表面或在室外进行演示。

过程

  1. 准备45毫升温水,放入一个小杯子或烧杯中。
  2. 在温水中轻轻搅拌一包面包酵母,静置10分钟。
  3. 向250毫升烧杯中倒入200毫升12%的过氧化氢。注:过氧化氢浓度越高,反应速率越快。
  4. 向装有过氧化氢的烧杯中加入少许洗洁精和几滴食用染料。
  5. 使用SPARKvue或PASCO Capstone将无线温度传感器连接到您的设备。创建一个图形和数字显示,在学生的反应。
  6. 把南瓜放在凸起的地方,这样很容易看到。
  7. 小心地将盛有过氧化氢混合物的烧杯放入南瓜中。
  8. 将温度探头放在烧杯中,同时保持无线温度传感器链路远离南瓜。
  9. 开始数据收集。
  10. 迅速将酵母混合物倒入南瓜内的烧杯中,盖上盖子。

讨论与分析

根据你教授的年级水平,你可能想要将这个演示与任何数量的概念联系起来,包括催化剂和反应速率,吸热和放热反应,或分解反应。

关于演示可以向学生提出的问题包括:

  1. 你认为如果我们事先冷却反应物反应的速率会改变吗?所以如何?
  2. 有什么方法可以提高反应速率呢?
  3. 研究一种增加泡沫产量的方法。(提示:答案参见程序中的备注)

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