比較過氧化氫在不同條件下的分解

【實(shí)驗(yàn)6】比較過氧化氫在不同條件下的分解活動(dòng)目標(biāo)

1．進(jìn)行比較過氧化氫在不同條件下分解的實(shí)驗(yàn)。

2．說出過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義。

背景資料

1．相關(guān)知識(shí)

化學(xué)反應(yīng)活化能在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，任何一個(gè)分子要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，都必須先被活化，即增加能量。分子從常態(tài)躍遷到容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量，稱為化學(xué)反應(yīng)的活化能。

酶在化學(xué)反應(yīng)中的作用本質(zhì)酶是一種有機(jī)催化劑，與無機(jī)催化劑相比較，其主要作用是高效性，即在常溫常壓下能顯著地降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能，從而促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)高效地進(jìn)行。2．實(shí)驗(yàn)原理

新鮮的肝臟中含有較多的過氧化氫酶，過氧化氫酶可以催化過氧化氫分解為水和氧氣。過氧化氫酶在不同的溫度下催化效率不同。FeCl3溶液中的Fe3+也對(duì)過氧化氫具有催化作用，但催化效率要低很多。3．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和意義基于以上事實(shí)，本實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了4組小實(shí)驗(yàn)（見下表）。

編號(hào)

處理情況

圖示

組別

現(xiàn)象

1號(hào)

常溫

對(duì)照組過氧化氫的分解速率十分緩慢（難以觀察到氣泡的產(chǎn)生）

2號(hào)高溫（90℃）水浴

實(shí)驗(yàn)組

過氧化氫分解速率加快，有大量小氣泡產(chǎn)生

3號(hào)常溫，加入FeCl3溶液

實(shí)驗(yàn)組

與2號(hào)試管相比，有更多的氣泡產(chǎn)生

4號(hào)常溫，加入過氧化氫酶溶液

實(shí)驗(yàn)組

3號(hào)試管相比，氣泡大并且產(chǎn)生的速率快

說明：2號(hào)和1號(hào)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)說明，溫度升高有助于過氧化氫的分解，但細(xì)胞內(nèi)不可能存在高溫條件；3號(hào)、4號(hào)未經(jīng)加熱也有大量氣泡產(chǎn)生，說明催化劑能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，能加快化學(xué)反應(yīng)的速率；4號(hào)和3號(hào)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相對(duì)比說明，在相同的常溫條件下，酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑的催化效率

由以上分析可知，酶在常溫下催化效率很高。酶催化所需的條件和所產(chǎn)生的效果正是人體細(xì)胞所能提供的條件和所需要的效果，同時(shí)也說明了酶的高效性，這是本實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的4組小實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)和控制實(shí)驗(yàn)變量的能力。操作指南

1．材料

新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液。2．用具

量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴，酒精燈，試管夾，大燒杯，三腳架，石棉網(wǎng)，溫度計(jì)。3．試劑

新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3．5%的FeCl3溶液。4．操作要點(diǎn)

1號(hào)試管2號(hào)試管

3號(hào)試管

4號(hào)試管

操作

2mL過氧化氫溶液

2mL過氧化氫溶液

2mL過氧化氫溶液2mL過氧化氫溶液

室溫

90℃水浴

兩滴FeCl3溶液

室溫

室溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

（一）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1．90℃時(shí)過氧化氫分解釋放氧氣的速率大于常溫下過氧化氫分解釋放氧氣的速率。

2．過氧化氫酶催化過氧化氫分解釋放氧氣的速率大于FeCl3催化過氧化氫分解釋放氧氣的速率。

（二）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

加熱能夠促進(jìn)過氧化氫的分解；酶的催化效率高于無機(jī)催化劑，酶的催化作用具有高效性。評(píng)價(jià)建議

本實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)分為過程性評(píng)價(jià)和結(jié)論性評(píng)價(jià)。對(duì)試管進(jìn)行編號(hào)，量取試劑，水浴加熱等基本操作是否準(zhǔn)確，可以作為過程性評(píng)價(jià)。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、描述和記錄，并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，可以作為結(jié)論性評(píng)價(jià)。替代方案

本實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，取材容