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“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验改进

摘要:设计安装了一套用于探究过氧化氢在不同条件下分解的装置，探究多种生物材料对过氧化氢分解速率影响的差异，并测定不同条件下过氧化氢的分解速率以及温度、pH等因素对花生中过氧化氢酶的影响。

关键词:过氧化氢酶装置改进气密性检验

“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是人教版普通高中生物学必修1《分子与细胞》第5章第1节的实验，教材中给出的参考案例是分别比较2mL的3%过氧化氢在常温、90℃水浴加热、滴入2滴3.5%FeCl3?和滴入2滴20%肝脏研磨液4种不同条件下的分解速率。该实验通过观察试管中气泡冒出的多少和点燃的卫生香的复燃情况判断过氧化氢的分解速率。但是在实验过程中会发现，在过氧化氢溶液中滴入肝脏研磨液后会迅速产生大量气泡，导致试管壁潮湿，从而影响卫生香的复燃，也无法定量测定氧气的生成量。此外，肝脏（猪肝、鸡肝）不易购买，肝脏研磨液不易保存且会黏附在试管壁上，导致试管难以清洗。通过查阅资料可知，在实验材料方面，土豆、辣椒、苹果、大蒜、酵母菌等生物材料富含过氧化氢酶。在实验装置方面，有研究者设计使用2个相同的聚丙烯（PP）方形塑料瓶、2个注射器、气球集气法装置等进行实验，这些实验均保证了装置的气密性及控制反应物与催化剂在同一时间进行反应，但是做重复实验时均要重新组装装置。因此，笔者对实验装置及材料进行了改进。?

过氧化氢在不同条件下的分解速率可以通过测定一定时间内原料消耗量或者产物生成量表示。为了能够更严谨、更方便地开展该实验，笔者设计了一套装置，该装置可以通过直接测量氧气的生成量而测定过氧化氢的分解速率。

1装置的安装和使用

1.1?安装所需器具

10mL和25mL注射器、100mL广口塑料瓶、热熔胶枪、输液管、三通旋塞、活扣尼龙扎、打孔器、网格片展示架。

1.2安装方法

用打孔器在广口塑料瓶的瓶盖上打4个孔，4个孔均插入输液管，用热熔胶固定且密封，其中1个孔的输液管触碰到塑料瓶底。固定好的4根输液管分别连接4个三通旋塞的一通（触碰到反应器塑料瓶底的输液管连接三通旋塞①的一通），另外两通分别连接注射器和新的输液管，新的输液管再连接瓶盖已打好1个孔的塑料瓶，用活扣尼龙扎将整个装置固定在网格片上（反应器③稍向外倾斜，便于注射器①抽取废液）（图1）。

1.3气密性检验

首先，将4个注射器均抽取约5mL空气，将4个塑料瓶均装适量的水（浸没输液管口），将4个三通旋塞均旋至关闭注射器与输液管连通的状态，逐一按压4个注射器，观察被浸没的输液管口有无气泡产生。如果被浸没的输液管口无气泡产生，说明装置气密性好，可以进行实验。接着将三通旋塞①旋至连通注射器①与反应器③的状态，将反应器③浸泡在水中，按压注射器①，观察水中有无气泡产生。如果无气泡产生，说明装置气密性好，可以进行实验；如果有气泡产生说明装置漏气，需要进一步检查和密封。

1.4实验装置的使用

首先将三通旋塞①转向左边，关闭注射器①与反应器③的连通，将三通旋塞④转向左边，连通注射器④与反应器③，将3%过氧化氢溶液装入瓶②，将20%生物材料研磨液装入瓶④，然后，分别用注射器②和注射器③抽取2mL3%过氧化氢溶液和1mL20%生物材料研磨液，再将三通旋塞②转向右边，连通注射器②与反应器③，将三通旋塞③转向左边，连通注射器③与反应器③，最后把注射器②和注射器③的液体分别推入输液管中，同时将三通旋塞②转向左边，关闭注射器②与反应器③的连通，将三通旋塞③转向右边，关闭注射器③与反应器③的连通并开始计时（若输液管中滞留一些液体，可以通过挤压输液管上的静脉滴壶使滞留液体全部排出至反应器③）。如果过氧化氢分解产生了氧气，注射器④的活塞就会上升，产氧量越多，活塞上升刻度越大。做重复实验时，需要将三通旋塞①转向右边，连通注射器①与反应器③，利用注射器①抽取反应器③里的全部液体，注射器④归零。

2探究过氧化氢在不同条件下的分解

2.1试剂、材料和仪器

NaOH溶液，盐酸，3.5%FeCl3溶液，3%过氧化氢溶液（pH=4、5、6、7、8、9和10）；20%的花生研磨液（pH=4、5、6、7、8、9和10），猪肝，金针菇，马铃薯，绿豆，胡萝卜，芥菜及花生各20g；蒸馏水，热水和冰水；破壁机，恒温水浴锅，秒表计时器，纱布，pH试纸等。

2.2方法与步骤

2.2.1不同生物材料对过氧化氢分解速率影响的差异

?1）制作7套如图1所示的装置并检验气密性。?

2）将猪肝20g和pH=6的蒸馏水（用0.01mol/L的HCl溶液调节，下同）80mL放进破