查看“大象牙膏”的源代码

[[File:Elephant Toothpaste Denver JDS Labs.jpg|250px|right]]
[[File:大象牙膏.webm|缩略图|250px|實驗過程]]
'''大象牙膏'''（[[英语]]：Elephant toothpaste）是一个[[化学实验]]，因实验中[[过氧化氢]]快速分解所产生大量气泡而得名<ref name=UoU>{{cite web|title=Elephant's Toothpaste|url=http://www.chem.utah.edu/Undergraduate_site/HLS/Demos/elephant%27s%20toothpaste.pdf|work=University of Utah Chemistry Demonstrations|publisher=University of Utah|accessdate=21 March 2014|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111111004407/http://www.chem.utah.edu/Undergraduate_site/HLS/Demos/elephant's%20toothpaste.pdf|archivedate=2011年11月11日}}</ref><ref name=SSS>{{cite web|title=Elephant’s Toothpaste - Kid Version|url=http://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/elephants-toothpaste#sthash.aQZSJeLD.dpuf|publisher=Steve Spangler Science|accessdate=21 March 2014}}</ref><ref name=NCSU>{{cite web|title=Catalytic Decomposition of H2O2 - Elephant's Toothpaste|url=http://ncsu.edu/project/chemistrydemos/Kinetics/Elephants%20Toothpaste.pdf|work=NCSU Department of Chemistry Lecture Demonstrations|publisher=North Carolina State University|accessdate=21 March 2014}}</ref>。这个实验需要的原料较少，而产生的效果却和[[火山]]喷发一样壮观，故常用于课堂演示中<ref name=UoU /><ref name=SSS /><ref name=NCSU />。

== 实验过程与现象 ==
首先将浓[[过氧化氢]]溶液（一般为30%~35%，俗称双氧水）与[[肥皂]]水或[[洗潔精|洗洁精]]<ref>{{cite journal|author=佚名|title=大象牙膏|journal=中学科技|year=2013|issue=2|pages=35|url=http://www.cqvip.com/QK/80937X/201302/44902296.html|accessdate=2014-10-02}}</ref>混合，然后加入催化剂（一般用[[碘化钾]]）来使过氧化氢快速分解。受到催化劑的催化，过氧化氢會快速分解，产生大量的氧气。這些氧氣會极快地冲出容器，然后被肥皂水包裹住产生气泡，并聚集成为泡沫喷涌而出。如果事先在催化剂溶液中加入一些[[色素]]，产生的泡沫就是彩色的。<ref name=UoU /><ref name=NCSU />

== 化学解释 ==
这个实验證明过氧化氢（H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>）可以被催化分解，产物是[[水]]与[[氧气]]。过氧化氢在一般情况下也可以分解成水和氧气，但是反应速度极慢，甚至于观测不到。在加入催化剂（一般在大象牙膏实验中为[[碘化钾]]）后会加速反应生成大量氧气：<ref name=UoU />
: 2H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> &rarr; 2H<sub>2</sub>O<sub>''(l)''</sub> + O<sub>2''(g)''</sub>

此反应中碘化钾充当了[[催化剂]]：它的总量并没有减少，且加速了反应的进行<ref name=UoU /><ref name=SSS /><ref name=NCSU />。碘离子将反应机理改变为：
:{|
|H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> || + || I<sup>−</sup>  || → || H<sub>2</sub>O                    || + || IO<sup>−</sup>       ||   ||
|-
|H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> || + || IO<sup>−</sup> || → || H<sub>2</sub>O                    || + || O<sub>2</sub>        || + || I<sup>−</sup>
|-
|colspan=9|
----
|-
|2H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>||   ||                || → || 2H<sub>2</sub>O<sub>''(l)''</sub> || + || O<sub>2''(g)''</sub> ||   ||                ||ΔrH° = −196 kJ/mol
|-
|}

这个反应是[[放热反应]]，所以产生的气泡是热的<ref name=UoU /><ref name=SSS />。另外，使用[[二氧化锰]]、[[氧化铜]]等也可以作为催化剂加快反应速率，但固体催化剂与液相的接触面积可能不如液体催化剂大。

== 其他版本 ==
一种可供孩子尝试的更安全的版本是，改用危害更小且更易获取的稀过氧化氢（3%至6%）来反应，并以[[酿酒酵母]]粉催化<ref name=SSS />。这样做的话，虽然仍会有泡沫产生，但速度更缓慢，泡沫喷出的力度也更小。

若不用过氧化氢，也可以选用[[氯化铝]]饱和溶液与含洗洁精的饱和[[碳酸氢钠]]溶液来反应，这样产生的泡沫为[[二氧化碳]]：<ref>{{cite journal|author=尚广斗|title=中国的“大象牙膏”实验|journal=中学化学教学参考|year=2011|issue=11|page=42|url=http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZHHJ201111023.htm|accessdate=2014-10-02}}</ref>
:<math>Al^{3+}+3HCO_3^-=Al(OH)_3 \downarrow +3CO_2 \uparrow</math>

== 参见 ==
* [[过氧化氢]]
* [[碘化钾]]

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

== 外部链接 ==
{{commons category|Elephant toothpaste}}
*[https://sciencebob.com/fantastic-foamy-fountain/ The Elephant's Toothpaste Experiment] sciencebob.com

[[Category:化学实验]]

[[Category:催化剂]]
[[Category:简单化学实验]]