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實驗八.過氧化氫的分解速率
分工：
王依宸 49912009 目的、原理與公式推導
臧遇卿 49912014 儀器、藥品、實驗步驟
實驗目的
 了解在中性及酸性溶液中，H2O2的分解反應
 催化劑種類、濃度對反應速率的影響
 學習操作實驗儀器
實驗原理—催化反應
 由加入催化劑，而改變反應速率
 反應分為勻相、非勻相
 勻相：反應物與催化劑在同相中進行
Ex： H2O2(液相)+Br2(催化劑；液相)
 非勻相：反應物與催化劑在不同相進行
Ex： H2O2(液相)+KI(催化劑；固相)
催化劑
 在反應中參與反應，但反應終點不會改
變質量與其性質
 不出現在反應方程式
 分為正/負催化劑
 正催化劑：
可降低正、逆反應活化能，使正、逆反應速率得
以加快
 負催化劑：
增加正、逆反應活化能，使正、逆反應速率減緩
反應速率
定義：單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增
加量
 反應速率r：
設一方程式 aA + bB → cC + dD，

rA 

 Δ  A 
at
rB 
 Δ  B
bt
rC 
 Δ C
ct
rD 
 Δ  D
dt
反應速率定律式：R = k [反應物] n ， k 單位
為
M
1 n
t
1
；其中n為反應級數
反應級數
H2O2的分解反應
反應方程式：
 反應速率：

1
H2O2  H2O  O2
2
 dH2O2 
( n=1 為一級反應)
 k H2O2 
dt
 dH2O2 
 kdt ( 移相)
H2O2 
H2O2   dH2O2 
t
H2O20 H2O2  0 kdt (積分)
 ln H2O2 H2O20  kt
H2O2 
 ln H2O2   ln H2O2 0  kt
 ln
H2O2 0
H2O2 
 kt
O2體積與H2O2濃度關係

公式：
V
[ H 2O 2]o
ln
 ln
 kt
V - Vt
[ H 2O 2]
推導：
V
ln
 kt
V - Vt

V
 ekt
V  Vt
Ｖ： O2體積
 log V  log(V  Vt )  log ekt  kt log e 
k
 log(V  Vt ) 
t  log V
2.303
k
t
2.303
藥品與儀器裝置
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
儀器
100ml燒杯一個
5，10ml移液管各一
水準瓶一個
安全吸球一個
量器管(100ml)一個
250ml錐形瓶一個
100ml量筒一個
溫度計一支
恆溫槽一個
銅鍋一個
藥品
1.
2.
H2O2
KI
實驗步驟
1.
2.
恆溫槽定溫再35℃
配置藥品
1) 0.05N & 0.1N KI溶液各10ml
0.05N：取0.083g 碘化鉀溶於10ml水中。
0.1N：取0.166g 碘化鉀溶於10ml水中。
碘化鉀(166.01g/mol)
2)
3%過氧化氫溶液5ml
取0.86ml 35% H2O2 溶液稀釋至10ml
3.
量
器
瓶
確定每個接口
都不可漏氣!
水準瓶
恆溫槽
4.將水準瓶中加入適量水，使水面與量氣 管頂端刻
度相等。
5.吸量管吸5ml 3% H2O2溶液，注入置於恆溫槽中
之錐形瓶。
6.錐形瓶移離恆溫槽，用吸量管另取10ml 0.05N KI，
迅速注入錐形瓶內後立即將橡皮塞塞回，放入恆溫
槽中同時激烈震
盪。
7.催化劑(0.05N KI)一注入，開始計時，且每30秒
紀錄一次O2產生的體積，至氣體不再增加為止。
(約15~30min)
8. 錐形瓶離開恆溫槽，保持密閉，至於45℃水浴中數分鐘，
再放回恆溫槽，穩定後調整水準瓶和量氣瓶的水面等高，
記錄O2體積為V∞ 。
9. 改用0.1N KI 為催化劑，重複step4.-8.
10. O2體積和H2O2關係式
V
[ H 2O 2]o
ln
 ln
 kt
V - Vt
[ H 2O 2]
V
[ H 2O 2]o
ln
 ln
 kt
V - Vt
[ H 2O 2]
V
ln
若以 V  Vt 對
t 做圖 ，應得一直線
斜率=k (速率常數)
k
t  log V
得 log( V  Vt ) 
2.303
因此以
斜率=
log( V  Vt )
對 t 做圖，得一直線
，得速率常數
數據與結果
催化劑
V∞(ml)
Vt(ml)
V∞- Vt (ml)
t (s)
Log(V∞- Vt)
7.5
85.5
30
1.931
14.0
79.0
60
1.897
23.4
69.6
90
1.843
30.0
63.0
120
1.799
0.05M KI
93
35.5
41.0
57.5
52.0
150
180
1.760 1.716
催化劑
0.1M KI
V∞(ml)
55
Vt(ml)
V∞- Vt (ml)
t (s)
Log(V∞- Vt)
8.4
46.6
30
1.69
15.1
39.9
60
1.60
20.2
34.8
90
1.54
26.1
28.9
120
1.46
30.5
24.5
150
1.39
34.0
21.0
180
1.32
46.0
47.0
210
1.672
51.0
42.0
240
1.623
55.5
37.5
270
1.574
60.5
32.5
300
1.512
37.4
17.6
210
1.25
41.5
13.5
240
1.14
43.5
11.5
270
1.06
45.0
10.0
300
1.00
0.05M KI
Log(V∞- Vt)
2
1,9
1,8
Ряд1
1,7
Линейная (Ряд1)
y = -0.0015x + 1.9846
1,6
1,5
0
50
100
150
200
250
300
t (s)
計算過程：
斜率= -0.0015
= -k/2.303
k = 0.0015*2.303
= 0.0035
350
0.1M KI
1,9
Log(V∞- Vt)
1,7
1,5
1,3
1,1
0.1M KI
y = -0.0026x + 1.768
0,9
0,7
Линейная (0.1M KI)
0,5
0
50
100
150
200
250
t (s)
計算過程：
斜率= -0.0026
= -k/2.303
k = 0.0026*2.303
= 0.0060
300
350
資料來源
http://case.ntu.edu.tw/hs/wordpress/wpcontent/uploads/2010/12/form110.jpg
 http://blog.ncue.edu.tw/yangsp/doc/29402
