钨酸钠和碘化钾体系对双氧水分解的催化作用

碘化钾是白色立方结晶或粉末。在潮湿空气中微有吸湿性,久置析出游离碘而变成黄色,并能形成微量碘酸盐。光及潮湿能加速分解。其水溶液呈中性或微碱性,能溶解碘。双氧水是过氧化氢(H2O2)的水溶液的俗称,为无色透明液体。适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒,是一种“绿色”氧化剂。工业处理过程中过量或未作用完的H2O2如不进行适当处理,将会影响后续反应过程,或者对环境造成危害。因此,研究H2O2在各种条件下的催化分解不仅具有重要的理论意义,而且具有巨大的应用价值。
 
碘化钾和钨酸钠复合催化体系在碱性条件下对H2O2有剧烈的催化分解作用,而且显示出强烈的协同增效作用。实验方法为:用皂膜流量计,在磁力搅拌、恒温水浴或冰浴条件下测定催化剂催化H2O2分解放出的O2体积。
1. 将 KI、Na2WO4. 2H2O、H2O2 配成一定浓度的溶液。反应时取25mL H2O2、25 mL H2O、一定质量的Na2CO3置于100mL反应瓶中,开动磁力搅拌器和恒温水。
2. 同时也将催化剂(总量10 mL ) 量好放入试管中置于恒温水中恒温,待温度恒定到预期温度时迅速将催化剂加入反应器中,皂膜流量计迅速压出1个皂膜,当皂膜到达刻度时开始用秒表记时,由量气管读出H2O2分解放出的氧气体积。
3. 每隔1 rnin记录1次数据,当每分钟产气量小于1 mL时停止记录数据,继续反应直到无气体放出,记录总体积。以精密数字气压温度计测量气温和大气压,把所量气体体积换算成标准状况下体积.
 
根据上述操作可以得出以下结论:
1. 碘化钾和钨酸钠以一定的比例配比,对H2O2有剧烈的催化分解作用,说明过氧钨使KI催化H2O2分解反应时的慢步骤得到极大提高。
2. 催化分解过程中随着H2O2浓度的降低,速率对H2O2的反应级数存在明显拐点,可能是由于Na2WO4在不同H2O2浓度下可以生成不同的钨过氧化物引起的。
3. 实验浓度范围内催化剂浓度与反应速率呈平方倍的关系。
 
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