説明編集
約50mlの濃縮(>12%)過酸化水素を最初に液体石鹸または食器用洗剤と混合する。 その後、触媒、しばしば約10mlのヨウ化カリウム溶液またはパン酵母からのカタラーゼは、過酸化水素を非常に迅速に分解させるために添加される。 過酸化水素は酸素と水に分解します。 少量の過酸化水素が大量の酸素を生成するので、酸素は容器から急速に押し出される。 石鹸水は酸素をトラップし、泡を作り、泡に変わります。 効果を演出するために、触媒の前に約5-10滴の食品着色料を加えることもできます。 反応がどの程度迅速に起こるかは、使用される過酸化水素の濃度に依存する。
化学説明編集
この実験では、過酸化水素の触媒分解を示しています。 過酸化水素(H2O2)は水と酸素ガスに分解し、これは泡の形をしているが、通常は反応が遅く、容易に知覚したり測定したりすることはできない。
2H2O2≤2H2O+O2{\displaystyle{\ce{2H2O2->2h2O+O2^}}}
通常の状態では、この反応は非常にゆっくりと起こるので、反応をスピードアップするために触媒が添加され、泡が急速に形成される。 ヨウ化カリウムからのヨウ化イオンは触媒として作用し、反応プロセスにおいて化学的に変化しないまま反応を促進する。 ヨウ化物イオンは、反応が起こるメカニズムを変化させる:
H2O2+I−H2O+IO−H2O2+IO−H2O+O2+I−2H2O22H2O+O2Δ r H=−196kJ/mol{\displaystyle{\begin{array}{llllll}{\ce{H2O2}}&+\{\ce{I−}}&{\ce{->h2O}}ce{H2O2}}&+\{\Ce{Io−}}&+\{\ce{H2O2}}&+\{\ce{Io−}}&{\Ce{−>H2O}}&+\{\ce{O2}}&+\{\ce{H2O2}}&+\{\ce{O2}}&+\{\ce{O2}}&+\{\ce{O2}}^}}&+\ {\ce{I-}}\\\hline{\ce{2H2O2}}&&{\ce{->2H2O}}&+\{\ce{O2^}}&&\デルタ_{\mathrm{r}}H^{\circ}=-196{\テキスト{kJ/モル}}端{アレイ}}}
反応は発熱性であり、生成された泡は高温である。 白熱副木が作り出されるガスが酸素であることを示すのに使用することができます。時間単位あたりの体積で測定された泡形成の速度は、過酸化物濃度(v/V%)と正の相関を有し、これは、より多くの反応物(過酸化物濃度)が泡形成の速度を速