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過氧化氫分解范文1
一、實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的確定
1.以5分鐘內(nèi)產(chǎn)生O2的速率為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。
2.采用直觀分析法來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣。
二、因素、水平的選取
研究表明，H2O2的水溶液受熱見光會(huì)加速分解，微量元素金屬（Fe、Cu、Cr、Mn等）離子及這些金屬的氧化物、非金屬元素的碳粉及塵埃、生物酶等催化劑，以及溶液的酸堿性對(duì)H2O2分解速率均有影響。本實(shí)驗(yàn)中，所選擇的主要影響因素為：H2O2的物質(zhì)的量濃度、催化劑、酸堿性。每次實(shí)驗(yàn)將H2O2溶液的用量固定為3mL，催化劑的質(zhì)量固定為0.5g，酸堿的滴加量固定為3滴。酸選擇冰醋酸，堿選擇2.0mol/L的NaOH溶液。催化劑選擇三種類型：微量元素、生物酶、非金屬元素。
本實(shí)驗(yàn)選定的因素水平如表1所示。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.用30%的H2O2溶液（9.8mol/L）分別配制6.5mol/L、3.0mol/L的H2O2溶液250mL，配制2.0mo1/L的NaOH溶液50mL。
2.分別稱量0.5gCuSO4?5H2O、碳粉、土豆絲各三份。
3.檢查氣密性，組裝實(shí)驗(yàn)儀器。
4.量取9.8mol/L的H2O2溶液3mL加入具支試管中，然后滴加3滴2.0mol/L的NaOH溶液，再加入0.5gCuSO4?5H2O，在5分鐘時(shí)紀(jì)錄收集到的氣體的體積。
5.根據(jù)表2的實(shí)驗(yàn)方案分別改用不同濃度的H2O2溶液，在不同酸堿性條件下，用不同催化劑，紀(jì)錄5分鐘時(shí)收集到的氣體的體積。
四、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及其結(jié)果
本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為三因素三水平的活動(dòng)水平實(shí)驗(yàn)，選用L9（33）正交表來安排實(shí)驗(yàn)，其方案及結(jié)果見表2。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
1.H2O2溶液的濃度對(duì)H2O2分解速率影響不大。
2.微量元素和非金屬元素作催化劑時(shí)比用生物酶作催化劑對(duì)H2O2分解速率影響更大。
3.H2O2所處的酸堿性環(huán)境對(duì)H2O2的分解速率影響最大，在堿性條件下H2O2的分解速率最快，在酸性條件下H2O2的分解速率最慢。
4.綜合上述及表2的直觀數(shù)據(jù)分析，在所選定的因素、水平范圍內(nèi)，各因素對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)影響的主次關(guān)系為：
過氧化氫分解范文2
過氧化氫具有過氧鍵，-O-O-中O不是最低氧化態(tài)，故不穩(wěn)定，容易斷開；常溫下波長為320～380nm的光照射，或是加熱，使用催化劑都可以加速過氧化氫的分解。
過氧化氫在對(duì)其有催化作用的反應(yīng)中會(huì)生成氧氣：
（1）與重金屬氧化物反應(yīng)，生成的物質(zhì)立刻分解放出氧氣。
例如：H2O2+MnO2=H2MnO4；H2MnO4+H2O2=MnO2+O2+2H2O。
（2）過氧化氫在堿性條件下容易分解為氧氣和水，氫氧根使溶液顯堿性，利于過氧化氫的分解。
（3）過氧化氫酶的催化：用土豆絲來催化分解H2O2溶液，說明生物體內(nèi)不斷產(chǎn)生的過氧化氫酶，可促使H2O2迅速分解，這種酶廣泛存在于動(dòng)植物組織中。
過氧化氫分解范文3
目前中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍采用“照方抓藥”注入式教學(xué)模式，學(xué)生按教材中實(shí)驗(yàn)步驟被動(dòng)操作，技能訓(xùn)練與思維能力培養(yǎng)分離現(xiàn)象嚴(yán)重，片面強(qiáng)調(diào)“三基”目標(biāo)，忽視生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，為了改變這一現(xiàn)狀，筆者申請(qǐng)了《高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)ATDE模式研究》課題（江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題），嘗試采用ATDE模式進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。下面以“酶的作用”這節(jié)課為例，探討ATDE教學(xué)模式在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略。之所以選“酶的作用”這節(jié)課，是因?yàn)榻K省高中生物評(píng)優(yōu)課選了這節(jié)課，而筆者作為評(píng)委認(rèn)真觀摩了13位選手的公開課。
1 ATDE教學(xué)模式
ATDE教學(xué)模式是由問（Asking）、想（Thinking）、 做（Doing）、評(píng)（Evaluation）四要素構(gòu)成，即教師通過有機(jī)整合具有系統(tǒng)性與關(guān)聯(lián)性的課程內(nèi)容，采用啟發(fā)式、探究式教學(xué)方式，循序漸進(jìn)地推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)在學(xué)生原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過“問”、“想”、“做”、“評(píng)”四步訓(xùn)練，以最大限度激發(fā)學(xué)生的想象力、敏銳力、流暢力、變通力、獨(dú)創(chuàng)力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。ATDE教學(xué)模式如圖1所示。
該模式可以解釋為：① 問：創(chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)引導(dǎo)、精心設(shè)問。學(xué)生只有對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)持探究和質(zhì)疑的態(tài)度，才會(huì)使自己的思維活動(dòng)處于積極、活躍的狀態(tài)，思維也才能具有創(chuàng)造性。② 想：通過聯(lián)想訓(xùn)練，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，以尋求創(chuàng)意。聯(lián)想雖然并不能直接產(chǎn)生有創(chuàng)新價(jià)值的新形象，但它卻為能夠產(chǎn)生新形象的想象思維活動(dòng)提供一定的基礎(chǔ)，通過自由想象可設(shè)計(jì)各種解決問題的方案。③ 做：通過實(shí)際操作訓(xùn)練，讓學(xué)生在學(xué)中做，做中學(xué)，做中議，議中醒，從實(shí)驗(yàn)活動(dòng)尋求解決問題的方法，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。④ 評(píng)：通過師生共同制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選取最適當(dāng)?shù)拇鸢?，共同評(píng)價(jià)，完善思維與實(shí)踐活動(dòng)。
為什么要設(shè)計(jì)這樣四個(gè)環(huán)節(jié)呢，那是因?yàn)樵谡n堂教學(xué)中教師講得太多，而在實(shí)驗(yàn)課上則相反，教師引導(dǎo)太少，讓學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)上的實(shí)驗(yàn)操作步驟一步步做，然后布置作業(yè)就下課。在實(shí)驗(yàn)課上，教師不能放任學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)步驟操作，而自己無所事事。教師備課，最需要考慮學(xué)生學(xué)習(xí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)最大的難點(diǎn)是什么，學(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)最容易患的錯(cuò)誤是什么，然后按照這個(gè)邏輯去設(shè)置教學(xué)情景、實(shí)驗(yàn)中提什么問題、什么時(shí)候提、什么時(shí)候做、做了要解決什么問題，如何評(píng)價(jià)，從而就有了用ATDE教學(xué)模式來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這時(shí)教師并不是學(xué)科知識(shí)的化身，也不是學(xué)科知識(shí)的傳聲筒；而是學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)困惑的疏導(dǎo)者，學(xué)生知識(shí)應(yīng)用難題的幫助者。
2 “酶的作用”一節(jié)教材分析
“酶的作用和本質(zhì)”是高中生物必修一第五章第一節(jié)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”第一部分內(nèi)容。在必修一第二章第二節(jié)“生命活動(dòng)的主要承擔(dān)著――蛋白質(zhì)”這一節(jié)關(guān)于蛋白質(zhì)的功能中提到：“細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化作用，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)”，這為過渡到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊。細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝，它離不開酶的催化。“酶的作用”是第一課時(shí)的內(nèi)容，將是理解呼吸作用、光合作用等知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)從細(xì)胞代謝的概念入手，通過分析“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行控制變量的科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)控制變量法，不僅有方法論意義，而且在科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，最后分析酶在細(xì)胞代謝中發(fā)揮催化作用的機(jī)理。
3 運(yùn)用“ATDE教學(xué)模式”進(jìn)行“酶的作用”一節(jié)課教學(xué)
（1） 問：在導(dǎo)入新課、新授課、課堂復(fù)習(xí)等階段，都需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)引導(dǎo)、精心設(shè)問。
教材以斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，然后提出三個(gè)問題。這是一個(gè)非常巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如果在使用這套新教材前，能有教師用這個(gè)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，這一定是設(shè)計(jì)上的大亮點(diǎn)。但在省評(píng)優(yōu)課中，13位選手都沒有采用這個(gè)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，可能是因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說是新穎的，但對(duì)評(píng)委來說沒有新鮮感，因此從想要獲獎(jiǎng)的角度來備課，教師們想了新的導(dǎo)入方式，但共同點(diǎn)是大都通過實(shí)驗(yàn)提出問題。
導(dǎo)入新課的設(shè)問既要與學(xué)生的生活或經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，又要與后面的新課學(xué)習(xí)相關(guān)聯(lián)。如教材中的導(dǎo)入設(shè)置的情景是：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去；過一段時(shí)間后，把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生原有的知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)是緊密相聯(lián)的，那就是學(xué)生知道鷹的胃能消化食物，從而提出第一個(gè)問題：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題？（要解決的問題是，鷹的胃是否只具有物理性消化，沒有化學(xué)性消化功能）接下來第2個(gè)問題：就與要新學(xué)習(xí)的內(nèi)容――酶相關(guān)，請(qǐng)學(xué)生推測(cè)，是什么物質(zhì)使肉塊消失了？（是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)消化酶將肉塊分解了）第3個(gè)問題：怎樣才能證明你的推測(cè)？（要求學(xué)生有基本的邏輯推理能力與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，如果第2個(gè)推測(cè)正確，那取一點(diǎn)胃內(nèi)的物質(zhì)即胃內(nèi)的消化液，在體外也應(yīng)該能將肉塊分解掉。）由此可以看到，導(dǎo)入新課設(shè)置的情景要與學(xué)生的生活相關(guān)聯(lián)，以學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，設(shè)置的問題要與新授課內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，要能促進(jìn)學(xué)生積極思維。
省評(píng)優(yōu)課上選手們是怎樣導(dǎo)入新課的。南通高紅梅老師是這樣導(dǎo)入的：播放用雙氧水清洗傷口的視頻，教師問“用雙氧水清洗傷口的時(shí)候看到什么現(xiàn)象？”學(xué)生回答“看到傷口上冒泡沫”。教師追問：“是什么原因冒泡沫？”學(xué)生回答可能是傷口細(xì)胞被破壞后釋放的化學(xué)物質(zhì)或傷口上的微生物使過氧化氫分解產(chǎn)生氣體從而產(chǎn)生泡沫。那究竟是傷口處的細(xì)胞，還是微生物引起的呢？傷口與周圍正常皮膚在同樣的環(huán)境中，上面的微生物基本相同，在周圍正常的皮膚上滴加同樣的過氧化氫，如果正常皮膚上沒有泡沫出現(xiàn)，只有傷口上出現(xiàn)泡沫，說明是傷口的細(xì)胞釋放了促進(jìn)過氧化氫分解的化學(xué)物質(zhì)，過氧化氫分解產(chǎn)生氣體，從而出現(xiàn)泡沫。教師指出過氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑，適用于傷口消毒和食品消毒。也就是說過氧化氫能殺死微生物，對(duì)微生物是有害的，實(shí)際上過氧化氫對(duì)于人體正常的細(xì)胞也是有害的，然而，代謝過程中細(xì)胞又確實(shí)會(huì)產(chǎn)生過氧化氫這樣的有害物質(zhì)，那細(xì)胞如何解除它的毒性呢？這要靠細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)――酶，把過氧化氫分解，由于這種酶能分解過氧化氫，就被稱為過氧化氫酶。生物體內(nèi)不同的化學(xué)反應(yīng)需要不同的酶來催化。只要人們還活著，酶催化的化學(xué)反應(yīng)就不停地進(jìn)行著，如在核糖體內(nèi)進(jìn)行的縮合反應(yīng)需要酶的催化，細(xì)胞呼吸、光合作用也是由一系列酶催化的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)組成的，酶催化的化學(xué)反應(yīng)有許許多多，每時(shí)每刻都在進(jìn)行，把細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。這樣就導(dǎo)入了新課。
這種導(dǎo)入方法，教學(xué)的起點(diǎn)定得比較準(zhǔn)確，學(xué)生容易接受。教師要教給學(xué)生學(xué)科知識(shí)，但如果一開始上課就講學(xué)科知識(shí)，學(xué)生會(huì)認(rèn)為你是一個(gè)學(xué)究，而不是一位老師，因?yàn)槟愕难劾镏挥袑W(xué)科知識(shí)，而豐富多彩的日常生活卻被你拒之眼外。因此，課堂教學(xué)的起點(diǎn)一定要與學(xué)生的生產(chǎn)生活實(shí)踐、學(xué)生的感受緊密相連，如果教師對(duì)學(xué)生的生活感受置之不理，他也會(huì)同樣對(duì)課堂教學(xué)置若罔聞；課堂教學(xué)一定是從課外知識(shí)到課內(nèi)知識(shí)，而不是從課內(nèi)知識(shí)到課內(nèi)知識(shí)，如果你講的課內(nèi)知識(shí)在課外找不到證據(jù)，或者找不到相關(guān)的事實(shí)，后面的課內(nèi)知識(shí)也會(huì)在學(xué)生的大腦中成為無根之木。不僅在導(dǎo)入新課時(shí)需要設(shè)問，在新授課中也需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景，精心設(shè)問，并且與“想”、“做”結(jié)合在一起。
（2） 想與做：“想”是ATDE教學(xué)模式中的第二個(gè)環(huán)節(jié)，教師提出問題后，鼓勵(lì)學(xué)生自由聯(lián)想、發(fā)散思維、廣泛進(jìn)行類比和聯(lián)系，并給予學(xué)生思維的時(shí)間， 以尋求解決問題的方法。如果是針對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)， 教師則要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，結(jié)合相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行類比和聯(lián)想，選取合適的材料，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)步驟，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。“做”是ATDE教學(xué)模式中的第三個(gè)環(huán)節(jié)，那就是學(xué)生根據(jù)第二步想所做出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用教師提供儀器設(shè)備、試劑材料，邊做邊想，在做的過程中學(xué)習(xí)，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證或否定原來的假設(shè)。新授課正是在問、想、做的過程中不斷地推進(jìn)，學(xué)生的認(rèn)識(shí)則得到不斷地深化。
仍以“酶的作用”一節(jié)課為例，教材上設(shè)計(jì)了比較過氧化氫在不同條件下的分解速率的一組實(shí)驗(yàn)，具體內(nèi)容是：取四支試管，都加入2 mL3%的過氧化氫溶液，3號(hào)與4號(hào)試管置于常溫下，3號(hào)加入2滴FeCl3也就是無機(jī)催化劑，4號(hào)加入2滴肝臟研磨液（即加入生物催化劑酶），1號(hào)和2號(hào)都加入2滴清水，但1號(hào)放置在常溫下，2號(hào)放置在高溫90℃條件下。教師通過這一組實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)習(xí)分析自變量、因變量、無關(guān)變量以及如何控制變量。在省評(píng)優(yōu)課中，筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)老師就引導(dǎo)學(xué)生按照這個(gè)表格的思路來引導(dǎo)學(xué)生討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，相比之下，不如把一個(gè)大實(shí)驗(yàn)分解成3個(gè)小實(shí)驗(yàn)?zāi)菢铀悸非逦?/p>
第一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明過氧化氫酶對(duì)過氧化氫有分解作用。
問：書上說，酶是生物催化劑，能催化生化反應(yīng)的進(jìn)行。酶真的能催化生化反應(yīng)嗎？請(qǐng)你以過氧化氫酶為例，利用實(shí)驗(yàn)桌上的儀器與試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明過氧化氫酶對(duì)過氧化氫有分解作用。
想：過氧化氫溶液中不加過氧化氫酶就不分解，加了過氧化氫酶就分解了，這樣就能證明過氧化氫酶對(duì)過氧化氫有分解作用。
問：你如何知道過氧化氫分解了？
想：有兩種方法，一是看是否冒氣泡，二是通過帶火星的衛(wèi)生香是否變得更加明亮或是否燃燒來檢測(cè)是否有氧氣釋放。
做：學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，過程很簡單，現(xiàn)象也很明顯。
設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)控制變量的相關(guān)內(nèi)容：自變量、因變量、無關(guān)變量。所謂變量就是實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素。教師引導(dǎo)學(xué)生分析這個(gè)實(shí)驗(yàn)中有哪些變量，接著指出：人為改變的變量叫做自變量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，自變量就是加沒加過氧化氫酶，或滴加的試劑含不含有過氧化氫酶。而隨著自變量的變化而變化的變量叫因變量，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中因變量就是過氧化氫有沒有分解，觀察的指標(biāo)是有沒有氣泡，或用帶火星的衛(wèi)生香能否燃燒。實(shí)驗(yàn)過程中除自變量外，可能還存在的對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的變量稱無關(guān)變量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中過氧化氫的濃度、過氧化氫的量都可能對(duì)最終氧氣的釋放量有影響，都是無關(guān)變量。
教師問：如何排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響呢？那就要做對(duì)照試驗(yàn)，除了自變量外，其余因素都保持不變，所進(jìn)行的一組實(shí)驗(yàn)。如，加過氧化氫酶的2號(hào)試管是實(shí)驗(yàn)組，不加過氧化氫酶的1號(hào)試管就是對(duì)照組，對(duì)照組中除了沒有酶，其他所有無關(guān)變量都保持不變，如底物的濃度、底物的數(shù)量、反應(yīng)的溫度等，都相同。有了這一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作鋪墊，學(xué)生就比較容易理解了自變量、因變量、無關(guān)變量以及如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
第二個(gè)小實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較無機(jī)催化劑與酶的催化效率。
問：初中化學(xué)學(xué)過，H2O2能被FeCl3這樣的無機(jī)催化劑催化分解，根據(jù)下列材料用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，比較過氧化氫酶與無機(jī)催化劑（FeCl3）催化效率的高低。材料用具：新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液、3.5%FeCl3溶液、刻度試管、吸管、衛(wèi)生香等。
想：在相同體積相同濃度都是2 mL的3%的過氧化氫溶液中，一個(gè)滴加2滴FeCl3，一個(gè)滴加2滴肝臟研磨液，看哪個(gè)釋放的氧氣多。
教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解自變量、因變量、無關(guān)變量和對(duì)照實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)：“實(shí)驗(yàn)方案是否已經(jīng)非常完善”。這涉及到ATDE第四個(gè)環(huán)節(jié)――“評(píng)”，下面再分析。
第三個(gè)小實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究高溫對(duì)過氧化氫分解有什么影響。
有一位教師是這樣過渡到第三個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的。他說：同學(xué)們請(qǐng)看，這是裝過氧化氫的瓶子，看一下標(biāo)簽上的說明，保存過氧化氫的環(huán)境溫度有什么要求？教師出示過氧化氫的瓶子，請(qǐng)學(xué)生看標(biāo)簽上的保存注意事項(xiàng)：保存溫度不要超過20℃。教師提出：根據(jù)保存注意事項(xiàng)，推測(cè)提高溫度對(duì)過氧化氫的分解有影響，下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究高溫對(duì)過氧化氫分解有什么影響？材料用具有：3%過氧化氫、熱水、大燒杯、試管等。取兩支試管，各加入2 mL3%的過氧化氫溶液，1號(hào)試管放在常溫下，2號(hào)試管放在90℃的水浴中加熱。實(shí)驗(yàn)的自變量是反應(yīng)的溫度不同，因變量是過氧化氫的分解情況，觀察指標(biāo)是產(chǎn)生的氣泡量。然后學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：常溫下產(chǎn)生氣泡不明顯或者說基本上不產(chǎn)生氣泡；90℃高溫下，有少量氣泡。實(shí)驗(yàn)說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解。
為什么加熱能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)呢？這就過渡到了對(duì)機(jī)理的理解上。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)物分子的平均能量水平較低，為常態(tài)，反應(yīng)物中有一部分分子具有了比常態(tài)更高的能量，到了能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)，稱為活躍狀態(tài)?；钴S狀態(tài)與常態(tài)之間的能量差值稱為活化能，處于活躍狀態(tài)的反應(yīng)物能發(fā)生反應(yīng)。加熱的作用是使一部分反應(yīng)物分子能量提高，達(dá)到了活躍狀態(tài)，從而發(fā)生了反應(yīng)。這是加熱促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理。接下來教師播放動(dòng)畫：常態(tài)時(shí)，反應(yīng)體系中達(dá)到活躍狀態(tài)的分子數(shù)極少；加熱時(shí)，提高了反應(yīng)物的能量，一部分分子達(dá)到活躍狀態(tài)，但總體上數(shù)量不多（所以過氧化氫有少量分解，有少量氣泡產(chǎn)生）。而加催化劑，不管是無機(jī)催化劑還是酶，都沒有提高反應(yīng)物分子的能量，為什么能催化反應(yīng)的進(jìn)行呢？那是因?yàn)榇呋瘎┠軌蚪档头磻?yīng)的活化能。
教師播放動(dòng)畫：在使用無機(jī)催化劑時(shí)，降低活化能后，反應(yīng)體系中原來能量較高的分子，如果達(dá)到活躍狀態(tài)，就能反應(yīng)；而酶催化生化反應(yīng)時(shí)，能顯著降低反應(yīng)的活動(dòng)能。反應(yīng)體系中能達(dá)到活躍狀態(tài)的分子就更多了，所以它的催化效率更高。
教師強(qiáng)調(diào)，催化劑的一個(gè)作用特點(diǎn)是：催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)。同時(shí)提出一個(gè)問題：在下面的坐標(biāo)系中繪出加入無機(jī)催化劑和酶后，反應(yīng)速率的變化曲線（注：已畫出未加酶的曲線，要求學(xué)生繪出加入無機(jī)催化劑和加入酶后的變化曲線，見圖2）。學(xué)生思考，小組討論、交流，然后畫出圖（也是“做”的過程），師生共評(píng)，可見問、想、做、評(píng)四個(gè)環(huán)節(jié)在整節(jié)課不斷地進(jìn)行。
為什么把原來一個(gè)大的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)分成3個(gè)？為什么把加熱對(duì)過氧化氫分解影響的實(shí)驗(yàn)放在最后講呢？因?yàn)橥ㄟ^設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明過氧化氫酶對(duì)過氧化氫有分解作用，讓學(xué)生理解自變量、因變量、無關(guān)變量的概念，了解如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)；通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較無機(jī)催化劑與酶的催化效率，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)于自變量、因變量、無關(guān)變量以及對(duì)控制變量的認(rèn)識(shí)。而把加熱對(duì)反應(yīng)的影響放在最后講，是想通過常溫與高溫這一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，過渡到酶作用機(jī)理這一難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)上。
（3） 評(píng)：評(píng)是ATDE教學(xué)模式中的第四個(gè)環(huán)節(jié)，師生共同分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，評(píng)鑒、修正、完善實(shí)驗(yàn)方案， 并分析出最合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，如果可能按這個(gè)方案再做一次實(shí)驗(yàn)。如，在上面的比較酶與無機(jī)催化劑的催化效率實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)方案還可以再優(yōu)化，起碼可以想到增加空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)。此外“評(píng)”也應(yīng)包括教師對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)的綜合評(píng)價(jià)，在此過程中，教師應(yīng)避免將自己的目光局限在“學(xué)生能否獲得與預(yù)期一致的結(jié)果”這一硬性指標(biāo)上，而應(yīng)該以“學(xué)生能否運(yùn)用已有知識(shí)圓滿地解釋實(shí)驗(yàn)中的意外現(xiàn)象、能否提出科學(xué)的、創(chuàng)造性的方案去驗(yàn)證自身設(shè)想的正確性”作為評(píng)判的重要標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)從多個(gè)視角、不同的層面去審視每一位學(xué)生，敏銳地發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維的閃光點(diǎn)、努力地挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力，充分體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性。
4 四點(diǎn)反思
（1） “問”要圍繞教學(xué)目標(biāo)形式多樣。導(dǎo)入時(shí)“問”的起點(diǎn)不必過高，如這節(jié)課中雙氧水處理傷口時(shí)為什么出現(xiàn)泡沫。新授課時(shí)，“問”要圍繞目標(biāo)層層推進(jìn)，最好有內(nèi)在邏輯關(guān)系，如這節(jié)課中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及畫出無機(jī)催化劑與酶的作用機(jī)理曲線圖。另外，教師還要注意問的時(shí)候要變換角度，形式多樣，本課中針對(duì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)問就顯得有些單一，雖然有利于找到解決問題的途徑，但也可能造成思維模式僵化，不利于創(chuàng)新思維。
（2） “想”要體現(xiàn)問題的實(shí)質(zhì)。如有的教師用圖3所示的動(dòng)畫來解釋催化劑作用機(jī)理，目的是促進(jìn)學(xué)生去“想”，幫助學(xué)生去理解，設(shè)計(jì)思想很好，但有兩點(diǎn)需要修改：① 達(dá)到活化狀態(tài)的分子要體現(xiàn)出發(fā)生了反應(yīng)，即在左面是一個(gè)球，到了右面建議變成兩個(gè)小球，以示發(fā)生了反應(yīng)；② 要體現(xiàn)分子數(shù)量，如圖中（1）常溫下，一個(gè)球示意反應(yīng)底物，能量低，不能發(fā)生反應(yīng)，這種表達(dá)方式容易讓學(xué)生誤解為所有分子都不能發(fā)生反應(yīng)，而實(shí)際上是絕大多數(shù)反應(yīng)底物能量低，不能發(fā)生反應(yīng)，但也有極少數(shù)的底物的能量相對(duì)比較高，能發(fā)生反應(yīng)，所以不能只畫一個(gè)球；同樣（2）中能到達(dá)右側(cè)球的數(shù)量增加，（3）中到達(dá)右側(cè)的球更多，（4）中到達(dá)右側(cè)的球比（3）還要多，比例上顯著增加（但也不是100%），動(dòng)畫中都只畫了一個(gè)球需要修改。
過氧化氫分解范文4
關(guān)鍵詞：有機(jī)化工合成；應(yīng)用；過氧化氫；技術(shù)
在我國化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的形勢(shì)之下，人們意識(shí)到化學(xué)污染的治理難度及其不可逆的后果，為此，在環(huán)保綠色的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念之下，綠色化學(xué)的概念應(yīng)運(yùn)而生，人們?cè)谥圃旌蛻?yīng)用化學(xué)產(chǎn)品的過程中，要避免使用有毒或危險(xiǎn)性的試劑和溶劑，過氧化氫就成為了綠色化學(xué)中的極為重要的綠色化工產(chǎn)品，它運(yùn)用新型的反應(yīng)器，并基于過程集成與強(qiáng)化的視角，將氫氧直接合成過氧化氫的工藝與其他生產(chǎn)工藝相集成，從而實(shí)現(xiàn)了過氧化氫在有機(jī)化工合成應(yīng)用中的安全性和環(huán)保性。
1過氧化氫應(yīng)用概念分析
過氧化氫的化學(xué)式為H2O2，它在溶液的狀態(tài)下被稱為雙氧水。過氧化氫具有自身獨(dú)特的特性，它既具有氧化功能，同時(shí)還具有還原性能，可以當(dāng)作催化劑在化工合成中加以應(yīng)用。它在酸性介質(zhì)中的氧化性能強(qiáng)于在堿性介質(zhì)中的氧化性能；而恰恰相反，過氧化氫在堿性介質(zhì)中的還原性能強(qiáng)于在酸性介質(zhì)中的還原性能。過氧化氫的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示：過氧化氫的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，都會(huì)生成沒有污染、沒有毒性的水和氧氣，可以說，是一種極為理想的綠色化學(xué)反應(yīng)試劑。它在自然界中的植物和動(dòng)物之中有少量的存在，如：放屁甲蟲。過氧化氫最早是采用硝酸酸化過氧化鋇制備而成，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，過氧化氫的全球產(chǎn)量已經(jīng)超過了220萬噸，并且其制備方法也改為蒽醌自氧化法（AO）制備。還有采用酸處理的碳載體Au—Pd納米催化劑催化O2和H2，即可以直接合成過氧化氫，這種新型方式極為經(jīng)濟(jì)，也較好地避免了蒽醌自氧化法的污染大、能耗高的劣勢(shì)。隨著過氧化氫的綠色化特性的不斷實(shí)現(xiàn)，普遍性地應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，如：紡織、造紙、電子、衛(wèi)生、軍工等。在過氧化氫中的催化活性組分，主要表現(xiàn)為：（1）Pd基催化劑。它在氫氣和氧化的直接合成過氧化氫的技術(shù)運(yùn)用中，極為普遍。相較而言，單金屬Pd催化劑則無法獲得這種高選擇性和高產(chǎn)率的過氧化氫。這種Pd基催化劑摻雜有第二金屬活性組分，如：Pt、Ce、La、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Cd、Cu等，這些不同的第二金屬組份可以極大地提升Pd催化劑的活性，但是對(duì)催化劑活性的影響卻不盡相同。（2）Au基催化劑。Au催化劑對(duì)于氫氧直接合成過氧化氫的過程，具有一定的活性影響。如：SiO2—Al2O3、Al2O3、ZnO、MgO等載體，都可以產(chǎn)生對(duì)過氧化氫的催化活性影響。在氫氧直接合成過氧化氫的反應(yīng)中，還有諸多新型的反應(yīng)器的參與，這些新型的反應(yīng)器，極大地提高了合成反應(yīng)的安全性和生產(chǎn)能力。它們主要包括有：（1）膜催化反應(yīng)器。在這種新型的膜催化反應(yīng)器之中，主要是由膜分離技術(shù)和催化反應(yīng)技術(shù)合成，在這個(gè)新型的反應(yīng)器之中，可以使反應(yīng)物選擇性地穿透膜，進(jìn)入到反應(yīng)區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度調(diào)節(jié)。這種致密無機(jī)膜還可以將氫氣和氧氣活化為原子態(tài)或離子態(tài)，提高反應(yīng)的選擇性，并在無機(jī)膜的隔離作用之下，使易燃易爆的反應(yīng)物從膜的兩側(cè)進(jìn)料，從而極大地提高了反應(yīng)的安全性。（2）介質(zhì)阻擋放電型反應(yīng)器。這種新型的介質(zhì)阻擋放電，是指在放電區(qū)域內(nèi)插入絕緣介質(zhì)的氣體放電，并使絕緣介質(zhì)覆蓋于電極之上，當(dāng)放電電極間施加有足夠高的電壓時(shí)，電極間的氣體就會(huì)被擊穿，而生成介質(zhì)阻擋電壓。（3）微通道反應(yīng)器。這種新型的反應(yīng)器具有良好的傳熱性能，由于其微通道的寬度和深度較小，反應(yīng)物可以在流動(dòng)中快速、充分地融合；合成反應(yīng)中的反應(yīng)物的用量也較少，對(duì)于昂貴、有毒的反應(yīng)物的用量大量減少，對(duì)環(huán)境的污染也隨之減少，提供了環(huán)境友好合成研究的技術(shù)平臺(tái)；在連續(xù)流動(dòng)的方式下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程，可以精準(zhǔn)地控制反應(yīng)物的反應(yīng)時(shí)間。尤其適應(yīng)用于異常激烈的合成反應(yīng)，可以較好地規(guī)避爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
2過氧化氫人名反應(yīng)簡述
2.1過氧化氫的Fenton反應(yīng)這種反應(yīng)是在過氧化氫和亞鐵鹽的條件下，將α—羥基酸氧化為α—酮酸、1，2—乙二醇氧化為羥基醛。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.2過氧化氫的Ruff—Fenton降解反應(yīng)這種反應(yīng)可以應(yīng)用于糖類的減鏈或脫羧，將過氧化氫、鐵鹽與醛糖酸進(jìn)行反應(yīng)，可以得到減少了一個(gè)羧基的醛糖。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.3過氧化氫的Baeyer—Villiger氧化反應(yīng)這種反應(yīng)可酮或環(huán)酮轉(zhuǎn)化成酯或內(nèi)酯，這種合成反應(yīng)要在過酸下實(shí)現(xiàn)。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.4過氧化氫的Harries臭氧化反應(yīng)這種反應(yīng)將烯烴雙鍵斷開，并在還原條件下獲得醇或羰基化合物；在氧化條件下獲得羧酸和酮。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.5過氧化氫的Dakin氧化反應(yīng)這種反應(yīng)是在堿性過氧化氫的存在前提下，將芳甲基醛或酮氧化轉(zhuǎn)變成酚。它的化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.6過氧化氫的Algar—Flynn—Oyamada反應(yīng)這種反應(yīng)可以在堿性過氧經(jīng)氫的氧化反應(yīng)條件下，將2—羥基查爾酮轉(zhuǎn)變?yōu)?—芳基—3—羥基四氫苯并吡喃—4—酮。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.7過氧化氫的Milas烯烴羥基化反應(yīng)這種反應(yīng)是指烯烴在紫外光的照射下、釩或鉻氧化物的催化條件下，被過氧化氫氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖洁彾肌Ｆ浠瘜W(xué)反應(yīng)式如下所示：2.8過氧化氫的Baudisch反應(yīng)這種反應(yīng)是在過氧化氫和銅鹽的存在條件前提下，將苯轉(zhuǎn)化得到鄰位亞硝基苯酚。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.9過氧化氫的Brown硼氫化反應(yīng)這種反應(yīng)屬于烯的硼氫化—氧化反應(yīng)，通常應(yīng)用于醇的化工合成。其化學(xué)反應(yīng)式如下：由上可知，過氧化氫的有機(jī)合成人名反應(yīng)，應(yīng)用極其廣泛，具有極為重要的研究價(jià)值和意義。
3過氧化氫在有機(jī)化工合成中的實(shí)踐應(yīng)用分析
過氧化氫在有機(jī)合成的中的實(shí)踐應(yīng)用，自二十世紀(jì)九十年代開始，就有一些綠色介質(zhì)如：臨界流體、氟相、離子液體等參與其中。過氧化氫在有機(jī)合成中的應(yīng)用有多種如：氧化反應(yīng)、羥基化反應(yīng)、氧鹵化反應(yīng)等，并從反應(yīng)起始物和目標(biāo)分子而言，可以應(yīng)用于如下有機(jī)物的合成過程：（1）過氧化氫在醇的氧化應(yīng)用在醇系列的化工合成過程中，過氧化氫是必不可少的化學(xué)試劑，由于醇系列如：仲醇、脂肪族伯等產(chǎn)物，極易與過氧化氫試劑產(chǎn)生氧化反應(yīng)，因而應(yīng)用極為廣泛而重要。醇在過氧化氫的合成作用之下，便會(huì)生成羥基化合物，形成良好的循環(huán)狀態(tài)。然而，醇的氧化與其他化合物不同，在鎢、錳、硒的化合物之中，醇系列產(chǎn)物起到了“催化劑”的作用。甲醇是常用的醇系列產(chǎn)物，它在光照的條件下，可以生成乙二醇。由此可見，醇系列的氧化反應(yīng)有其常見性和特殊性，需要在化工生產(chǎn)中加以嚴(yán)格而有效的控制，使其產(chǎn)品與市場(chǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)相契合。（2）過氧化氫在烯烴的氧化應(yīng)用過氧化氫在烯烴中的氧化應(yīng)用也是極為常見的類型。在不同的反應(yīng)條件前提下，過氧化氫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴的氧化，生成類型不同的混合物，在反應(yīng)過程中使用催化劑，則可以對(duì)氧化反應(yīng)條件實(shí)施有效的控制，使烯烴在過氧化氫的反應(yīng)作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)氧化物。然而，對(duì)于分子量較大的烯烴來說，其氧化反應(yīng)又有所不同，烯烴要與鎢酸鹽、磷酸鹽、轉(zhuǎn)移催化劑按照1：2：1的比例，加以混合反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)過程中，轉(zhuǎn)移催化劑主要是采用常見的甲級(jí)三辛基氯化銨的環(huán)氧化催化劑。在這個(gè)氧化反應(yīng)中，由于長鏈不飽和脂肪酸酯的環(huán)氧化物是塑料的增塑劑，因而顯現(xiàn)出氧化反應(yīng)的重要性。在氧化反應(yīng)之中，由于鎢酸的作用，過氧化氫對(duì)鏈烯的氧化，可以開環(huán)生成鄰二醇，隨后在催化的反應(yīng)作用條件下，過氧化氫又將烯烴輕基化，使之成為順式鄰二醇，在這個(gè)反應(yīng)中，過氧化氫對(duì)鏈烯具有立體的選擇性，當(dāng)生成順式鄰二醇之后，如果條件充足，鄰二醇還可以被進(jìn)一步氧化，生成酮和醛式酸，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長的合理調(diào)節(jié)，并可以廣泛應(yīng)用于對(duì)芳香醛的制備生產(chǎn)過程之中。如：茴香腦制茴香醛。（3）過氧化氫在芳香烴中的氧化應(yīng)用在金屬離子存在的前提下，過氧化氫可以與芳香化合物在氧化環(huán)境內(nèi)，產(chǎn)生極為劇烈的反應(yīng)，其反應(yīng)后生成的產(chǎn)物錯(cuò)綜復(fù)雜，具有較強(qiáng)的特殊性，這些反應(yīng)后生成的產(chǎn)物主要有氧化偶聯(lián)、羥基化、支鏈氧化等混合物。在化工企業(yè)的冬麥制備芳香烴產(chǎn)品的過程之中，如果需要在制備條件具備的條件下，獲得最好的產(chǎn)品，就需要使過氧化氫與芳香烴產(chǎn)物充分結(jié)合，具體的方法是先利用鈷鹽、鐵實(shí)現(xiàn)催化作用，在過氧化氫參與的條件下，與20%～30%的苯酚產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；隨后，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)終止之后，即會(huì)生成70%～80%的鄰苯二酚。這種化學(xué)反應(yīng)極為迅速，也可以獲得較多的合成產(chǎn)物。另外，在乙酸存在的條件前提下，過氧化氫可以與芳香烴反應(yīng)，使芳香烴物質(zhì)的側(cè)鏈與過氧化氫產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成酮、醛的化學(xué)反應(yīng)，具有極為重要的工業(yè)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。（4）過氧化氫在羥基化合物中的氧化應(yīng)用醛是相較于醇而言的更易被過氧化氫氧化的化合物，它可以在缺少催化劑的環(huán)境下，與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)作用而被氧化，并生成羥酸。但是，醛與醇不同的一點(diǎn)在于，芳香醛物質(zhì)是極為特殊的物質(zhì)，它在堿性環(huán)境下可以與過氧化氫產(chǎn)生“達(dá)金反應(yīng)”，在這個(gè)環(huán)境作用下所生成的甲酸酯會(huì)在水的溶解下，得到比原料少一個(gè)碳的酚。它在酸性環(huán)境下，可以與過氧化氫產(chǎn)生反應(yīng)，對(duì)環(huán)酮進(jìn)行反應(yīng)處理，生成二聚環(huán)烷和三聚環(huán)烷的過氧化物，在對(duì)其進(jìn)行加熱和分解之后，又可以生成大環(huán)烷烴和內(nèi)酯，這是制備大環(huán)化合物的重要方法，但是產(chǎn)率較低。另外，在酸催化的條件前提下，羥酸可以與過氧化氫產(chǎn)生反應(yīng)，生成過氧酸，并且在反應(yīng)過程中一旦產(chǎn)生酸，則會(huì)迅速與反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。這種過氧酸具有比過氧化氫更為優(yōu)良的氧化作用。（5）過氧化氫在含磷、氮、硫化合物中的氧化應(yīng)用在堿性存在的條件前提下，含磷、氮、硫的化合物與會(huì)過氧化氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，得到產(chǎn)率較高的硫醚，硫醚還可以被氧化為亞砜或砜，在氧化反應(yīng)中生成的二硫代氨基甲酸鹽與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，便會(huì)生成四烷基秋蘭姆化二硫。硫醇、胺在與過氧化氫的氧化反應(yīng)之下，可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，這種氧化反應(yīng)通常用于制備炎黃酰胺。
4結(jié)束語
過氧化氫分解范文5
關(guān)鍵詞 除草劑；脲酶；過氧化氫酶；生物活性；青海高原
中圖分類號(hào) S482.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2014）15-0131-04
除草劑對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)舉足輕重，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用除草劑，導(dǎo)致其直接或間接散落入田間土壤，致使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)污染。土壤是一個(gè)復(fù)雜的復(fù)合體，微生物在土壤中數(shù)量巨大，也是土壤酶的重要來源[1-3]。土壤酶作為土壤重要組成部分，對(duì)土壤的形成、發(fā)育、凈化修復(fù)等活動(dòng)起著重要作用，土壤酶活性反映土壤中進(jìn)行的各種生化反應(yīng)過程的一個(gè)重要指標(biāo)[4-5]。
脲酶是土壤中重要的營養(yǎng)酶之一，是土壤中唯一對(duì)尿素的轉(zhuǎn)化及作用有著重大影響的酶，水解生成的氨是植物氮素營養(yǎng)的重要來源。脲酶活性過低，尿素的利用率就會(huì)降低。脲酶活性過高，產(chǎn)生過量的CO2和NH3對(duì)作物形成毒害作用。過氧化氫酶屬于氧化還原酶類，是生物體內(nèi)重要的一種解毒酶。土壤過氧化氫酶廣泛存在于土壤中生物體內(nèi)，可以促進(jìn)過氧化氫分解，能有效防止土壤及生物體新陳代謝產(chǎn)生的過氧化氫的毒害。除草劑的使用很大程度上影響著土壤酶活性，從而為監(jiān)測(cè)評(píng)估除草劑對(duì)土壤的影響提供一定的參考[6-7]。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 土壤。2013年在青海省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所試驗(yàn)地內(nèi)進(jìn)行。土壤類型為栗鈣土，取0～15 cm耕作層土樣。播前施有機(jī)肥562.5 m3/hm2、磷酸二銨2 250 kg/hm2、尿素2 250 kg/hm2。土壤全氮含量1.43 g/kg，全磷含量2.66 g/kg，全鉀27.84 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量21.98 g/kg，pH值8.17（分析方法：GB7173-1987、GB9837-1988、GB9836-1988、GB12297-1990、NY/T1121.6-2006、GB7849-1987、NY/T889-2004、NY/T1377-2007）。
1.1.2 供試藥劑。選取5種常用除草劑，見表1。
1.2 試驗(yàn)方法
噴施供試藥劑后，于0 h、2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d共計(jì)8次分別取0～15 cm耕作層的土壤，混勻風(fēng)干，過2 mm篩。對(duì)脲酶、過氧化氫酶進(jìn)行測(cè)定。脲酶測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法，過氧化氫酶采用紫外分光光度計(jì)法。
2 結(jié)果與分析
2.1 48%氟樂靈乳油對(duì)脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖1可知，使用48%氟樂靈乳油處理后，脲酶活性呈現(xiàn)激活―抑制―恢復(fù)的規(guī)律。在施藥2 h后脲酶活性顯著增加，尿素的轉(zhuǎn)換能力增強(qiáng)，隨著時(shí)間的變化，脲酶活性在第3天受到一定的抑制，并隨著劑量的增大而加強(qiáng)。過氧化氫酶活性受到抑制，在第3天后達(dá)到最大抑制率，然后隨著48%氟樂靈乳油濃度的降低，刺激過氧化氫酶活性的增加，過氧化氫酶活性升高，在第14天過氧化氫酶活性達(dá)到最大，以降低藥劑對(duì)微生物的危害，后逐漸恢復(fù)至正常。
2.2 22.5%溴苯腈可濕性粉劑對(duì)脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖2可知，在施用22.5%溴苯腈可濕性粉劑后，初期酶活性升高后逐漸恢復(fù)至正常。整體上呈現(xiàn)激活―恢復(fù)的規(guī)律。施藥后2 h脲酶活性達(dá)到最大，然后逐漸降低直至恢復(fù)正常。施用22.5%溴苯腈可濕性粉劑后，過氧化氫酶的活性受到顯著的抑制，第3天活性達(dá)到最低，高量與高量倍量的抑制率分別為17.28%、18.94%，后隨著藥劑的淋溶、光解，使?jié)舛冉档停^氧化氫酶活性逐漸恢復(fù)。
2.3 10%百草枯水劑對(duì)脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖3可知，施用20%百草枯水劑后脲酶活性下降，這是可能由于20%百草枯水劑對(duì)微生物的殺滅作用及產(chǎn)生的氧自由基對(duì)酶破壞作用抑制脲酶活性，導(dǎo)致對(duì)尿素轉(zhuǎn)換能力下降，并且對(duì)脲酶活性的抑制時(shí)間較長。第3天脲酶活性達(dá)到最低。過氧化氫酶活性呈現(xiàn)抑制―激活―恢復(fù)。由于初期百草枯濃度高，對(duì)酶活性產(chǎn)生抑制。隨著濃度的降低，土壤微生物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的氧自由基刺激過氧化氫酶導(dǎo)致酶活性升高。隨著劑量的增大，過氧化氫酶活性激活的時(shí)間也相應(yīng)的延遲。在施用20%百草枯水劑后3 d過氧化氫酶活性就達(dá)到最低值，并隨著濃度的增大抑制的程度也在隨之增強(qiáng)。
2.4 25%氟磺胺草醚水劑對(duì)脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖4可知，在施藥初期脲酶活性有不同程度的升高，這可能與施用25%氟磺胺草醚水劑后對(duì)土壤細(xì)菌和放線菌的數(shù)量有一定程度的促進(jìn)有關(guān)。由于微生物數(shù)量的增加使土壤中的總酶量增加，轉(zhuǎn)換尿素的能力增強(qiáng)，脲酶活性增強(qiáng)。施用25%氟磺胺草醚水劑后，先是受到抑制后激活再恢復(fù)正常。在第14天過氧化氫酶活性升高，然后恢復(fù)至正常。有研究顯示，一定劑量的25%氟磺胺草醚水劑可以刺激土壤微生物的生長，增加微生物生物量，對(duì)過氧化氫酶總量的增加有一定的促進(jìn)作用。
2.5 10%精喹禾靈乳油對(duì)脲酶、過氧化氫酶活性的影響
由圖5可知，初期脲酶活性有所增加，可能是由于受到外源性物質(zhì)的干擾，刺激土壤微生物促進(jìn)脲酶活性，降低外源性物質(zhì)對(duì)其危害。但是隨著劑量的升高，對(duì)于脲酶的激活作用反而降低，因此低濃度的精喹禾靈對(duì)土壤脲酶活性有一定的激活作用。施藥后2 h，脲酶活性達(dá)到最大，高量與高量倍量分別為18.38%、20.44%。在施藥后，過氧化氫酶活性明顯受到抑制，高量與高量倍量抑制率最大時(shí)達(dá)到了17.07%、17.53%，并且藥劑的濃度增大抑制越強(qiáng)，后過氧化氫酶活性逐漸恢復(fù)?？赡苁怯捎谠谔镩g隨著藥劑的分解和淋溶導(dǎo)致濃度降低和土壤微生物數(shù)量增加，抑制作用逐漸減小直至恢復(fù)正常。
3 結(jié)論與討論
試驗(yàn)通過5種常用除草劑對(duì)土壤中脲酶、過氧化氫酶活性動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究，為除草劑對(duì)土壤污染的修復(fù)提供一定的參考和數(shù)據(jù)支撐。結(jié)果表明，5種不同化學(xué)類型及作用機(jī)理的除草劑對(duì)土壤酶活性均有不同程度的激活或抑制作用，隨著時(shí)間的變化而變化，并且濃度越大，對(duì)酶活性影響越強(qiáng)烈。施用20%百草枯水劑后，脲酶活性受到顯著的抑制，并且作用時(shí)間長。在播種時(shí)撒施氮肥和磷肥，可能會(huì)對(duì)NH4+濃度有一定的影響。在施用藥劑后土壤脲酶、過氧化氫酶活性的響應(yīng)存在著一定的差異。不同的酶對(duì)同一藥劑表現(xiàn)有所差異，這可能與不同酶的作用位點(diǎn)和反應(yīng)底物有關(guān)。因?yàn)橄嗤牡孜飳?duì)不同的酶來說作用機(jī)理可能是不同的。此外，土壤酶對(duì)除草劑的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的差異性，可能與土壤中微生物的分布有關(guān)。施用25%氟磺胺草醚水劑后脲酶活性呈現(xiàn)激活―恢復(fù)的規(guī)律，但過氧化氫酶活性則顯示抑制―激活―恢復(fù)的規(guī)律。48%氟樂靈乳油對(duì)土壤脲酶具有激活―抑制―恢復(fù)規(guī)律，初期脲酶活性受到48%氟樂靈乳油刺激后活性升高，在4 d時(shí)活性受到抑制，并濃度增大激活或抑制的程度也相應(yīng)的增強(qiáng)。經(jīng)過一系列的研究顯示，不同的除草劑對(duì)脲酶、過氧化氫酶活性有不同的作用規(guī)律，因此酶活性在一定程度上可以反映土壤被除草劑污染的程度。因此，土壤酶活性及變化規(guī)律可以作為土壤污染種類及程度的生物活性指標(biāo)[8]。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 萬忠梅，吳景貴.土壤酶活性影響因子研究進(jìn)展[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，33（6）：87-92.
[2] 尹君，高如泰，劉文菊，等.土壤酶活性與土壤污染評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1999，18（3）：130-132.
[3] 張承東，韓朔睽，盧穎.不同土壤中苯噻草胺的微生物降解[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2001，20（3）：152-154.
[4] 鄭 巍，劉惠君，劉維屏.吡蟲啉及代謝產(chǎn)物對(duì)土壤過氧化氫酶活性的影響[J].中國環(huán)境科學(xué)，2000，20（6）：524-527.
[5] 孟立君，吳鳳芝.土壤酶研究進(jìn)展[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，35（5）：622-626.
[6] 郭明，尹亞梅，何良榮.農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)對(duì)土壤脲酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2000，19（2）：68-71.
過氧化氫分解范文6
關(guān)鍵詞：酶；生物催化劑；高效催化
酶的催化作用的探究是人教版必修一第5章第1節(jié)中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”來探究過氧化氫酶的催化作用，同時(shí)通過比較無機(jī)催化劑氯化鐵和過氧化氫酶的催化效果得出酶具有高效催化的特點(diǎn)。在多次實(shí)驗(yàn)和課堂實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一定的改進(jìn)，增加了實(shí)驗(yàn)的可操作性和有效性，并在課堂上取得了比較好的效果。
一、原有實(shí)驗(yàn)的過程
1.取4支潔凈的試管，分別編號(hào)1、2、3、4，向各試管分別加入2 mL過氧化氫溶液。
2.將2號(hào)試管放在90 ℃左右的水浴中加熱。
3.向3號(hào)試管內(nèi)滴加2滴氯化鐵溶液。
4.向4號(hào)試管內(nèi)滴入2滴肝臟研磨液。
5.2～3 min后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放入各試管內(nèi)液面的上方，觀察試管中衛(wèi)生香的燃燒程度。
二、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
1.實(shí)驗(yàn)材料：馬鈴薯和豬肝相比較，是豬肝在獲取過氧化氫酶的過程中相對(duì)比較容易，而且動(dòng)物細(xì)胞具有吸水漲破的特點(diǎn)，所以在研磨的過程中可以適當(dāng)加點(diǎn)水，因?yàn)榧兪止さ难心ゲ⒉荒茏龅匠浞盅心?，所以可以磨豆?jié){的機(jī)器進(jìn)行研磨，為保證豬肝研磨液的新鮮度，可以將上午磨好的豬肝研磨液放入冰箱中進(jìn)行保存。
2.實(shí)驗(yàn)過程：本實(shí)驗(yàn)可以體現(xiàn)探究實(shí)驗(yàn)的精神，因此筆者在課堂實(shí)踐的時(shí)候?qū)?shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了調(diào)整，將本次實(shí)驗(yàn)分成了兩次完成。
首先，利用發(fā)現(xiàn)的問題：為什么加酶洗衣粉的洗滌效果會(huì)比普通的洗衣粉洗滌效果好，引導(dǎo)學(xué)生思考兩支編號(hào)為A，B的試管，分別加入2 mL過氧化氫溶液，然后再分別加入等量的蒸餾水和豬肝研磨液，比較得出酶具有催化的作用。該實(shí)驗(yàn)可以教師帶著學(xué)生做，在操作結(jié)束后可以幫助學(xué)生解決一些在操作過程中遇到的問題，比如，為什么有的組的衛(wèi)生香沒有能復(fù)燃？且可以在這次實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后可以跟學(xué)生總結(jié)一下探究實(shí)驗(yàn)的基本思路：發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、表達(dá)與交流。同時(shí)跟學(xué)生解釋這樣的實(shí)驗(yàn)即為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其中加蒸餾水是對(duì)照組，加豬肝研磨液是實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)中涉及的自變量是有無加酶，因變量是過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣量，無關(guān)變量有溫度、pH等。讓學(xué)生在操作以后對(duì)自己所做的實(shí)驗(yàn)有一個(gè)比較充分的理解。
其次，在已經(jīng)操作過實(shí)驗(yàn)并總結(jié)了相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己探究：氯化鐵和過氧化氫酶哪一個(gè)催化效率高？學(xué)生根據(jù)教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作過程。因?yàn)橐呀?jīng)進(jìn)行過第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，所以學(xué)生在操作第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候有條不紊且思路清晰。
對(duì)原來的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行如此改進(jìn)，不但體現(xiàn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究精神，而且將實(shí)驗(yàn)過程簡單化，教師容易對(duì)課堂進(jìn)行控制。
3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：因?yàn)? mL過氧化氫產(chǎn)生的氧氣量較少，很難讓帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃，所以在實(shí)際操作的時(shí)候，可以將2 mL換成4 mL，同時(shí)因?yàn)檠鯕猱a(chǎn)生后都在氣泡中，帶火星的衛(wèi)生香插入氣泡的話會(huì)受潮，所以需要在用拇指按住試管口的同時(shí)振蕩試管使氣泡破裂，然后才將帶火星的衛(wèi)生香伸入試管中，從而觀察復(fù)燃的現(xiàn)象。