雙氧水的分解反應實驗裝置

❷ 過氧化氫的分解反應 在常溫中和在熱水中的實驗現象

實驗四 過氧化氫分解反應速率常數的測定
（驗證性實驗）
實驗目的
用量氣法測定過氧化氫分解反應的速率和半衰期。
熟悉一級反應的特點，了解濃度、溫度和催化劑等因素對反應速率的影響。
實驗原理
過氧化氫是很不穩定的化合物，在沒有催化劑作用時也能分解，特別是在中性或鹼性水溶液中，但分解速率很慢。當加入催化劑時能促使過氧化氫較快分解，分解反應為
2=2+↑ （4.1）
在介質和催化劑種類、濃度（或質量）固定時，反應為一級反應，
其速率方程可表示為
-=kc
積分,得
ln=-kt （4.2）
式中和c——反應物過氧化氫在起始時刻和t時刻的濃度。反應的半衰期為
= （4.3）
在催化分解過程中，t時刻的濃度變化可以通過測量在相應時間內分解放出的氧氣的體積得出。因為分解過程中，反應放出氧氣的體積在恆溫恆壓下正比於分解了的過氧化氫的物質的量。若以表示過氧化氫全部分解時放出氧氣的體積，表示過氧化氫在時刻分解放出氧氣的體積，則
∝ c ∝(-)
代入式（4.3），得
ln=ln= - kt
或 ln(-)= - kt + ln （4.4）
測量一系列不同時刻的及，根據上式可知，以ln(-)對t作圖，由直線斜率可求得反應的表觀速率常數k。根據阿侖尼烏斯方程
ln= （4.5）
或 ln k =- + B （4.6）
測得兩個或多個不同溫度下的值，即可求得反應的活化能。
在水溶液中能加快過氧化氫分解反應速率的催化劑有很多種，如KI、Pt、Ag、Mn、Fe等。本實驗分別以Mn和KI為催化劑，在室溫條件下測定過氧化氫分解反應的速率常數和半衰期。儀器裝置如圖8.1所示，分解放出的氧氣，壓低量氣管的液面，在不同時刻調整水準瓶液面，使其與量氣管的液面相平，同時記錄時間和量氣管的示值，即得每個時刻放出氧氣的體積。
在實驗中用化學分析法測定。先在酸性溶液中用標准KMn溶液滴定法求出過氧化氫的起始濃度。反應為
2Mn + 6+ 5=2+ 5↑+ 8
過氧化氫的物質的量濃度可由下式求得：
= （4.7）
式中——滴定時取樣體積（mL）；
——滴定用的KMn溶液體積（mL）。
由分解反應的化學計量式（8.1）可知，1mol分解能放出1/2 mol，根據理想氣體狀態方程可以計算出 mL。
= （4.8）
式中——分解反應所用溶液的體積（mL）；
p——氧的分壓，即大氣壓減去實驗溫度下水的飽和蒸汽壓（Kpa）；
T——實驗溫度（K）；
R——氣體常數。
儀器與試劑
分解速率測定裝置1套，錐形瓶（250 mL）3個，移液管（10、50 mL）各2支、1支，小勺1個。
0.04 溶液，Mn催化劑粉末。
實驗內容
過氧化氫分解速率的測定裝置如圖4.1所示。
試漏。旋轉三通活塞4，使系統與外界相通，舉高水準瓶，使液體充滿量氣管。然後旋轉三通活塞4，使系統與外界隔絕，降低水準瓶，使量氣管與水準瓶水位相差10cm左右，若保持4min不變，即表示不漏氣；否則應找出系統漏氣原因，並設法排除之。然後讓系統通大氣，調節水準瓶，使量氣管和水準瓶的水位相平並處於上端刻度為零處。
用移液管移取10 mL質量分數為2%溶液、40mL與錐形瓶2中，放進1支磁攪拌子(磁力反應釜)，然後用小勺加入少量？（約0.005g）Mn催化劑,低速開啟電磁攪拌，同時記下反應起始時間。間隔30s後塞緊橡皮塞，旋轉三通活塞，使系統與外界隔絕，每隔1min讀取量氣管讀數一次，共讀18～20組數據。
在干凈的錐形瓶2中移入10 mL溶液，放入磁攪拌子，迅速塞緊橡皮塞。其他步驟同[2]。
測定溶液的初始濃度。移取5 mL溶液於250ml錐形瓶中,加入10ml3,用0.04 KMn標准溶液滴至淡粉紅色,讀取消耗KMn標准溶液的體積。重復測定2次,取3次測定的平均值。
注意事項:
在進行實驗時,反應體系必須絕對與外界隔離,以避免氧氣逸出。
在量氣管內讀數時，一定要使水準瓶和量氣管內液面保持同一水平面。
每次測定應選擇合適的攪拌速度，且測定過程中攪拌速應恆定。
以KMn標准溶液滴定，終點為淡粉紅色，且能保持30s不褪色，不能過量。
對過氧化氫分解反應有催化作用的物質很多，所以過氧化氫應現用現配，而且最好是採用二次蒸餾水來配製。

圖4.1 過氧化氫分解速率的測定裝置
1-電磁攪拌器; 2-錐型瓶; 3-橡皮塞; 4-三通活塞; 5-量氣管; 6-水準瓶
數據記錄與處理
將實驗數據記錄於表4.1中。
實驗溫度： 氣壓：
表4.1 實驗數據記錄表
Mn作催化劑 KI作催化劑
時間／min ／mL ln(-) 時間／min ／mL ln(-)

①計算溶液的初始濃度及。
②分別就Mn及KI做催化劑列出t、和ln(-)數據表。
③分別作ln(-)-t圖，由直線斜率求反應速率常數k,並計算半衰期。
討論
求值
值也可採用如下兩種方法來求取：
(1) 加熱法
在測定若干個的數據之後，將反應後期的過氧化氫溶液在50～60下加熱約15min可認為已全部分解，冷卻至實驗溫度，在量氣管中讀取。
(2) 外推法
以1/t為橫坐標對作圖，將直線段外推至1/t為零（即t→∞）時，在縱軸上的截距即為。
在低溫下反應時，作圖外推求得的與化學分析、加熱法的結果比較一致。但在較高溫度下作圖得到的值都偏高，溫度越高，偏差越大。這是因為在較高溫度下，水的飽和蒸汽壓較高。在量氣管中所佔比例較大，它的體積隨氧氣的增加而遞增，使測量值偏大。因而也逐漸增大外推曲線的斜率，結果曲線在縱軸上的截距就偏大，而且溫度越高，這種偏差就越大，因此每個時刻測得的值都必須扣除水蒸氣的體積。但實驗表明，即使是扣除了水蒸氣的影響，在高溫時對時1/t曲線在1/t→0時也不是直線關系，因此也不能隨意外推求，也就是說作圖法外推求只能適用於低溫反應情況。
Guggenheim法求k
本實驗因為過氧化氫分解反應為一級反應，求k時還可以採用無需測知的Guggenheim法。由式（4.4）
㏑(-）=- kt + ㏑
將上式寫成
t時刻 -= （4.9）
t+△t時刻 -= （4.10）
設△t為恆定的時間間隔，則將式（4.9）減去（4.10），得
-=(1-
即有 -= 常數 （4.11）
將式（4.11）寫成對數形式
㏑(-)=- kt + B （4.12）
式中B=㏑[(1-)]也為常數。
保持△t恆定，以㏑（-）對t作圖應為直線，由其斜率可求k值。

❸ 如圖是李華同學設計的分解過氧化氫製取並收集氧氣的裝置圖（①為分液漏斗，活塞可隨時開關以控制液體滴加

❹ 問過氧化氫製取氧氣的實驗

實驗步驟：
①連接裝置
②檢查裝置氣密性
③再錐形瓶中裝入二氧化錳
④倒入過氧回化氫溶液答
⑤收集氧氣

注意事項：
①、分液漏斗可以用長頸漏斗代替,但其下端應該伸入液面以下,防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出；
②、導管只需略微伸入試管塞
③、氣密性檢查：用止水夾關閉,打開分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持續下降,就說明氣密性良好.
④、裝葯品時,先裝固體後裝液體
⑤、該裝置的優點：可以控制反應的開始與結束,可以隨時添加液體.

❺ 雙氧水發生分解反應的化學方程式

2H2O2====2H2O+O2↑
從生成物中我們可以看出生成物中只有氧元素和氫元素，所以反應物中也只能有氧元素和氫元素，沒有錳元素，所以二氧化錳是催化劑不參加化學反應

❻ 過氧化氫制氧氣裝置圖

❼ 實驗室可用下圖所示裝置進行過氧化氫的分解．過氧化氫溶液在二氧化錳作催化劑的條件下能迅速分解生成氧氣

（1）分液漏斗應加入液體物質：過氧化氫溶液 或 H₂O₂，錐形瓶里應先放人固體物質：二氧化錳或 MnO₂；反應文字表達式為：
過氧化氫