杜秀

摘要：本文針對人教版高中生物必修一《分子與細胞》中的“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中實驗材料、實驗試劑及實驗過程中存在的問題進行改進，使得改進后的實驗材料更廉價、易得，實驗過程更簡便，實驗結果更準確.

關鍵詞：溶解氧傳感器;過氧化氫;過氧化氫酶

1材料試劑

1.1肝臟研磨液

教材中使用新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液作為生物催化劑來催化過氧化氫的分解.針對使用肝臟研磨液存在以下幾點問題：首先，動物肝臟的實驗成本較高，而且無法判斷購買來的動物肝臟是否足.夠新鮮，如果不新鮮，肝臟細胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機物質(zhì)就會在腐生細菌的作用下被分解掉，致使實驗因缺少有效催化劑而無明顯現(xiàn)象[.其次，動物肝臟研磨液反應較劇烈，實驗速率無法控制.再次，若在實驗課_上研磨動物肝臟，需要花費大量時間，這樣無法保證實驗能在規(guī)定時間內(nèi)完成.若在實驗課開始前將動物的肝臟研磨液準備好，儲存肝臟研磨液的條件要求很高.

改進方法：筆者分別用新鮮的苦麥菜、馬鈴薯、蘆薈等植物作為催化劑來催化過氧化氫的分解，發(fā)現(xiàn)以上實驗材料均能加速過氧化氫的分解.考慮到苦麥菜具有取材方便、價格低廉、綠色環(huán)保、對環(huán)境和人體都沒有傷害的優(yōu)點，建議用鮮嫩的苦麥菜代替動物肝臟來完成本節(jié)課實驗.

具體做法為：取葉大、鮮嫩的苦麥菜，將其洗干凈，用打孔器在苦麥菜葉片上打孔即可.

1.2FeCl，溶液

教材中使用質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液作為無機催化劑來催化過氧化氫分解，但Fe'+在水溶液中易發(fā)生水解反應：Fe3++3H20→Fe（0H）3+3H+，因此實驗室在配制FeC13溶液時需加入少量鹽酸來抑制FeC13水解，而過氧化氫的分解受酸堿度的影響.

改進方法：筆者用MnO2代替FeCl3溶液作無機催化劑來催化過氧化氬分解，發(fā)現(xiàn)MnO2對過氧化氬溶液的催化速率顯著高于FeCl3，建議用MnO2代替FeCl;溶液.MnO2是高中化學實驗中常用的催化劑，且實驗材料易得.MnO2催化過氧化氫制取氧氣是人教版八年級化學中的實驗內(nèi)容，學生對此有一定的知識基礎，在高中再進行此實驗，學生會更加熟練.但MnO2顆粒的大小及MnO2的用量直接影響著過氧化氫分解速率，因此，要嚴格控制MnO2的用量，建議在此實驗中MnO2的用量為0.05g.

2實驗操作

2.1在比較過氧化氫在不同條件下的分解速率的實驗存在的問題

教材中通過觀察試管內(nèi)氣泡冒出的情況來判斷過氧化氫在不同溫度下的分解速率.理論上過氧化氬在加熱的條件下會生成水和氧氣，氧氣在過氧化氫溶液中產(chǎn)生氧氣泡，但在909C的條件下，溶液中的水也可以產(chǎn)生水氣泡.所以，在實驗過程中無法判斷試管內(nèi)冒出的氣泡是過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣泡，還是在高溫條件下形成的水氣泡.

教材中通過觀察衛(wèi)生香的燃燒猛烈程度來判斷過氧化氫在生物催化劑和無機催化劑下的分解速率，這種方式觀察者的主觀性比較強，實驗結論有待商榷.

2.2改進方法

針對以上兩個問題，筆者建議，通過使用溶解氧傳感器來測定在單位時間內(nèi)過氧化氫溶液分解過程中產(chǎn)生的氧氣含量，來判斷過氧化氫在不同條件下的分解速率.具體操作步驟如下：

（1）取四支潔凈的100mL錐形瓶，編號A、B、C、D，分別加人25mL新配置的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液.并向溶液中加人幾滴石蠟油（目的是防止過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣從溶液中溢出）.

（2）將溶解氧傳感器和數(shù)據(jù)采集器連接到電腦上。

（3）將A錐形瓶放在磁力攪拌器上，用中速攪拌.將溶解氧傳感器置于液面以下（注意電極不要接觸錐形瓶器壁）.

（4）待示數(shù)穩(wěn)定后，單擊“實驗開始”按鈕，開始測量溶液中溶解氧的含量.五分鐘后，單擊“停止實驗”。電腦自動記錄溶液中溶解氧的實驗數(shù)據(jù)（圖1）.

（5）將B錐形瓶放在90C水浴鍋中加熱，按照上述實驗步驟進行操作，實驗結果將會在電腦里呈現(xiàn)出來（圖2）.

（6）向C錐形瓶中加入0.05gMnO2，按照上述2～4實驗步驟進行操作，實驗結果將會在電腦里呈現(xiàn)出來（圖3）.

（7）向D錐形瓶中加入鮮嫩的苦麥菜葉片，按照上述2～4實驗步驟進行操作，實驗結果將會在電腦里呈現(xiàn)出來（圖4）.

2.3實驗結果及分析

圖1中所得到的曲線幾乎是一.條平行于X軸的曲線，也就是說，過氧化氫在常溫下分解的速率緩慢，而圖2中的曲線有一定的斜率，通過比較圖1和圖2，可以總結出：在一定條件下，溫度升高會促進過氧化氫的分解.從圖3和圖4可以看出，圖4的斜率較圖3的要大，在相同時間內(nèi)D錐形瓶產(chǎn)生的02遠遠多于C錐形瓶.所以，生物催化劑的催化效率要高于無機催化劑.

參考文獻：

[1]丁穩(wěn)雙.“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的注意事項及改進措施[J].生物學通報，2006（10）：59.

[2]譚庚林，湯井林，吳于.“比較過氧化氮在不同條件下的分解”實驗的再商榷[J].中學生物學，2008（7）：24.