時間：2023-05-30 10:07:32
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇過氧化氫分解，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：過氧化氫；催化劑；實驗改進
中圖分類號：O6-3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0246-02
按照人教版義務教育課程標準實驗教科書九年級上冊《化學》教材制取氧氣的實驗中，我們發現產生的氧氣中伴隨著大量的白色物質，影響實驗效果。在查閱了相關制備實驗后，發現沒有對于此物質的描述。那么這種白色物質究竟是什么？如何消除？是否可以采用其他催化劑來代替二氧化錳，使其產生的氧氣中沒有這種白色物質且催化效果相似或者更好。鑒于以上考慮，我們通過查閱資料，設計實驗，并進行了如下的實驗探究測定。
一、實驗設計一
1.實驗原理。在催化劑的作用下，過氧化氫分解生成水和氧氣：2H2O2=H2O+O2。
2.實驗材料。儀器：具支試管、分液漏斗、水槽、玻璃導管、鐵架臺及其配件，小試管、橡皮管、紙槽、量筒
試劑：15%過氧化氫溶液、二氧化錳粉末。
3.實驗裝置圖（如下）。
4.實驗步驟。①如圖所示，連接裝置。②檢驗裝置氣密性（雙手捂住具支試管或者采用酒精燈稍微加熱具支試管底部，看導氣管口是否有氣泡產生）。③用量筒量取適量的15%過氧化氫溶液，加入分液漏斗中。④用天平稱量適量的二氧化錳粉末。⑤將二氧化錳加入具支試管中并迅速蓋上試管塞，以一秒一滴的速度滴下過氧化氫溶液，觀察產生的氣體。⑥實驗后將導管烘干并觀察管壁。⑦實驗完畢，整理器材。
5.實驗現象。產生的氣體中沒有伴隨著白色物質，導管內壁無固體顆粒。產生的氧氣中伴隨的物質初步判定為水蒸氣。把裝置圖中裝有濃硫酸的洗氣瓶換成裝有無水硫酸銅固體的干燥管，按照實驗設計中的步驟再次進行實驗。結果發現：白色的無水硫酸銅變成藍色。
6.實驗結論。產生的氧氣中伴隨的白色物質為水蒸氣。
二、實驗設計二
1.實驗原理H2O2長期保存有微量分解，很多離子如Cu2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Cr3+、OH-等都能加速H2O2的分解。因此，催化分解是H2O2的一種特性[1]。Weiss提出了復相催化機理：S+H2O2S++OH-+·OH，H2O2+·OHH2O+·HO2，S++O-2S+O2，S+·HO2S++HO-2，S++O-2S+HO2，S、S+分別代表（不帶電荷或帶電荷的）金屬氧化物，催化劑表面的基本作用是電子轉移，根據以上反應機理，許多物質都能催化H2O2快速分解制取O2[1]。為此，我們對不同催化劑的催化效果進行了探究，并且對鐵離子的催化分解的機理進行了如下的初步解釋：①2Fe3++H2O2=2Fe2++2H++O2該反應為氧化還原反應，在該反應中Fe3+為氧化劑，還原產物為Fe2+， H2O2做還原劑，氧化產物為O2。該反應的電動勢[2]
Eθ=φθ（Fe3+/Fe2+）-φθ（H2O2/O2）=0.7710V-0.6824V=0.0886V>0。② 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。該反應也為氧化還原反應，在該反應中H2O2為氧化劑，還原產物為H2O，Fe2+做還原劑，氧化產物為Fe3+。該反應的電動勢[2]Eθ=φθ（H2O2/H2O）-φθ（Fe3+/Fe2+）=1.7760V-0.771V=1.005V>0。①、②兩個反應的電動勢均大于零，從理論上看，以上兩個反應可以發生，且在實驗5中觀察到的實驗現象：催化劑氯化鐵的顏色有變化，在反應過程中，具支試管中溶液顏色由棕黃色逐漸變為淺綠色，最終變為淺黃色。此現象正好符合催化劑的基本特征。
3.實驗材料。儀器：具支試管、分液漏斗、水槽、玻璃導管、鐵架臺及其配件，小試管、橡皮管、紙槽、量筒、秒表。試劑：15%過氧化氫溶液、飽和硫酸亞鐵溶液、0.4mol/L硫酸亞鐵溶液、0.4mol/L氯化鐵溶液、飽和氯化鐵溶液。
4.實驗步驟。①檢驗裝置氣密性（雙手捂住具支試管或者采用酒精燈稍微加熱具支試管底部，看導氣管口是否有氣泡產生）。②用量筒量取適量的15%過氧化氫溶液，加入分液漏斗中。③用天平稱量適量的氧化銅粉末。④將氧化銅加入試管中并迅速蓋上試管塞，以一秒一滴的速度滴下過氧化氫溶液，同時開始計時并觀察實驗現象。⑤待該實驗進行一段時間，量筒中收集氣體達到一定體積時，停止計時，記錄所用時間。⑥清洗試管并烘干，換其他催化劑，重復以上2、3、4、5步驟。⑦實驗完畢，整理器材，分析數據。
5.實驗現象。①在一系列實驗中，我們發現，實驗2、3、4、5在收集相同體積氣體所用的時間比實驗1中收集相同體積所用的時間短。②通過實驗2與實驗3對比發現，不同濃度的硫酸亞鐵溶液反應速率不同，濃度越大，收集相同體積氣體所用的時間越短。③通過實驗4與實驗5對比發現，不同濃度的氯化鐵溶液反應速率不同，濃度越大，收集相同體積氣體所用的時間越短。④相同濃度的氯化鐵溶液比硫酸亞鐵溶液的催化效果好。⑤通過觀察，我們還發現，所選用的幾種催化劑都沒有白霧產生。
6.實驗結論。無論用氯化鐵溶液、硫酸亞鐵溶液和氧化銅粉末作催化劑分解H2O2，產生的氧氣都不會伴隨著白霧。
三、總結論
1.由實驗設計一可得：二氧化錳催化H2O2溶液，反應產生的氧氣中伴隨著白霧（水蒸氣），我們在實驗裝置中間加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶，這樣產生的氧氣中就沒有了白霧。
2.由于實驗設計一裝置復雜，且濃硫酸不安全，我們選用其他催化劑來代替二氧化錳。實驗設計二中飽和氯化鐵反應速率過快，氣體不易收集；氧化銅反應過慢，氣體收集時間過長。因此我們建議實驗操作中選用0.4mol/L氯化鐵溶液、飽和硫酸亞鐵溶液或者0.4mol/L硫酸亞鐵溶液作為催化劑效果最佳。
參考文獻：
對微生物的殺滅作用
1殺菌機理
過氧化氫的殺菌作用早在100多年前就已證實，但其殺菌因子并非其分子本身，而是其分解后產生的自由羥基和活性衍生物。其殺菌機理為：（1）過氧化氫中的羥基分子和其衍生物直接作用于細菌細胞壁和細胞膜，使其通透性屏障遭到破壞，細胞的內容物漏出，而使菌體死亡；（2）過氧化氫的自由羥基分子直接與微生物的蛋白質和核酸發生反應，使其結構受到破壞導致死亡；（3）過氧化氫的分解產物使細菌酶系統受到抑制并與酶蛋白鏈中的氨基酸發生反應；（4）過氧化氫的羥基分子進入細菌細胞膜內作用于細菌DNA鏈中的磷酸二酯鍵并使其斷裂死亡。
2對微生物的殺滅效果
過氧化氫屬于高效、廣譜化學消毒劑，一定濃度的過氧化氫消毒液對細菌繁殖體、病毒均有較好的殺滅作用。濃度為10g/L～30g/L的過氧化氫作用1～10min，可完全殺滅以金黃色葡萄球菌為代表的化膿性球菌、以大腸桿菌為代表的腸道致病菌和以綠膿桿菌為代表的醫院感染常見致病菌；濃度為30g/L的過氧化氫對細菌繁殖體的D值為0.3～4.0min，對病毒的D值為2.42min；用30g/L的過氧化氫浸泡5min，可有效殺滅丙性肝炎病毒；對空氣中的病毒也有良好的滅活作用，作用30min可滅活結核桿菌。在20℃，濃度為75g/L的過氧化氫，作用20min對分支桿菌的殺滅率達99.9%。
單方過氧化氫對白色念珠菌的殺滅效果較差，楊洪等采用懸液定量殺菌試驗方法，對9種市售過氧化氫產品殺滅白色念珠菌的效果進行了實驗室觀察。結果9種市售含量為30g/L的過氧化氫消毒液中的7種對懸液內白色念珠菌作用15min，平均殺滅對數值均小于2.0。梁金平等試驗表明以含過氧化氫25g/L的單方過氧化氫消毒劑，作用60min，對懸液內白色念珠菌的殺滅對數值僅為1.12，含12g/L過氧化氫的復方消毒液對懸液內白色念珠菌作用1min，平均殺滅對數值≥4.00。王曉等試驗結果顯示，31g/L的過氧化氫復方消毒液與懸液中白色念珠菌作用3min，對白色念珠菌的殺滅對數值≥4.00。過氧化氫輔以增效劑、穩定劑經過復方后可以提高殺菌效果。
濃度為250g/L的過氧化氫對各種細菌芽孢的D值為0.8～7.3min；在20℃，100g/L的過氧化氫對枯草桿菌黑色變種芽孢的D值為12.04min，全部殺滅需要70min。郭地等報道323g/L的雙氧水消毒液與懸液中的枯草桿菌黑色變種芽孢作用90min，殺滅率為99.92%以上，作用135min殺滅率為100%。過氧化氫氣體也有良好的殺菌作用。張遐耘等報道，經加熱氣化的過氧化氫氣體通入密閉空間，對空間內的嗜熱脂肪桿菌芽孢和枯草桿菌黑色變種芽孢均有較好的殺滅作用。
3影響殺菌效果的因素
濃度是決定過氧化氫溶液殺菌效果重要因素，在其它因素相同的條件下，濃度越高殺菌作用越強。溫度升高可使過氧化氫殺菌效果增強，室溫下過氧化氫只有緩慢的殺菌作用，溫度升高后其殺菌速度和殺菌效果明顯提高。pH值可直接影響過氧化氫的性能。在酸性條件下過氧化氫相對較穩定，PH值在3.5～4.5時最穩定，在堿性條件下，過氧化氫分解速度加快，性質不穩定。在酸性環境中，提高pH值，殺菌效果會增強。有機物對過氧化氫的殺菌效果也有一定的影響，但對高濃度的過氧化氫殺菌效果影響很小，特別是高溫環境中的殺菌消毒影響不明顯。
4過氧化氫與其它殺菌因子的協同殺菌作用
過氧化氫與很多理化因子具有協同作用，殺菌效果明顯增強，此特性使得過氧化氫的應用領域更加廣泛。
4.1與紫外線的協同作用：實驗室試驗表明30g/L過氧化氫與70μw/cm2紫外線對枯草桿菌黑色變種芽胞有良好的協同殺滅作用。作用5分鐘可使殺滅率達99.9%較單獨使用過氧化氫或紫外線為佳。韓友析等報告，經照射強度為300μw/cm2紫外線與10g/L過氧化氫聯合作用5分鐘，HAV滅活率達99.94%，遠高于單一紫外線或過氧化氫作用。過氧化氫與紫外線協同作用既縮短了紫外線殺菌時間，又大大提高紫外線的殺菌效果。
4.2與碘化物的協同作用
在過氧化氫分解反應中，碘化鉀做催化劑，加速H2O2分解，使之放出活性氧而增強殺菌作用。早在1994年郭峰等實驗證明2.5g/L過氧化氫作用3min僅殺滅金黃色葡萄球菌36.85%；2.5g/L碘化鉀無殺滅作用，但兩者協同作用后，殺滅率達99.99%；2.5g/L～5g/L的過氧化氫與碘化鉀協同作用對大腸肝菌與白色念珠菌也有良好的殺滅作用。王凱娟等報道，在復方過氧化氫消毒劑中加入碘化鉀進行增效，可明顯提高其殺菌效果和破壞乙肝表面抗原的效果[7]。
4.3與戊二醛協同作用H2O2與戊二醛混合產生醛過氧化物，可提高殺菌效果。李少嵐等實驗證明，50g/L過氧化氫與5g/L戊二醛協同作用10～30分鐘，對枯草桿菌黑色變種芽胞的殺滅率最高可達99.99%，明顯高于單以過氧化氫作用者（60.12%）與戊二醛作用者（88.18%）。陳敏時等研究報道含30g/L過氧化氫、5g/L戊二醛復合消毒液對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草桿菌黑色變種芽胞仍具有很強的殺滅能力，其殺滅效果與即時配制的20g/L中性戊二醛相同。用過氧化氫和戊二醛這類復合消毒劑，既降低了戊二醛的濃度，同時又能達到消毒效果。
4.4與等離子體協同：過氧化氫氣體在極度高溫、強烈電場、強烈磁場的激發下產生等離子體狀態，這種混合氣體具有強大的殺菌作用，用于不耐熱、不耐濕、不適合用微波法處理的金屬物品的滅菌。
4.5與金屬離子協同：金屬離子可以促進過氧化氫分解產生自由基，加速微生物死亡。吳小成報道以含過氧化氫9.524g/L的銀離子消毒液對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和綠膿桿菌均有較好的殺滅作用。梁增輝等報告，過氧化氫與銀離子協同對水中真菌孢子具有良好的殺滅作用。也有報道過氧化氫和銅離子協同作用可以提高殺滅水中微生物的能力。
過氧化氫的毒性研究
較高濃度的過氧化氫可通過呼吸道吸入、皮膚接觸吸收和吞入等途徑引起中毒。職業場所的空氣中允許的過氧化氫閾值是1.4mg/m3。對于生產環境中過氧化氫蒸汽含量超過國家規定的含量1.4mg/m3時，操作員工應戴防護毒氣面具，保護員工的身體健康不受損害。
人體在過氧化氫中短時間暴露的濃度界限為75mg/kg，超過100mg/kg時就有生命危險。濃度大于300g/L以上的過氧化氫溶液皮膚接觸容易引起燒傷，使局部皮膚的毛發變白，產生刺痛、瘙癢。由于量、時間、作用部位不同，產生程度不等的化學灼傷。劑量較大、沖洗不及時，可留下永久疤痕。蒸氣刺激眼睛，脫離接觸后癥狀迅速消失；液滴濺入眼內，可引起結膜炎、虹膜睫狀體炎及角膜上皮變性、壞死和渾濁，影響視力或導致完全失明。皮膚沾染時，應立即用水沖洗，也可用3%高錳酸鉀或2%碳酸鈉溶液沖淡。眼睛沾染時，應立即用水沖洗15分鐘以上，然后就醫。誤服立即催吐或洗胃，送醫院救治。
醫用級的過氧化氫消毒液相對較安全。黃曉波等采用動物試驗對過氧化氫急性毒性、亞急性毒性和皮膚粘膜刺激性進行了觀察。結果表明，30g/L過氧化氫消毒液屬實際無毒級，無致微核作用，對兔完整皮膚及眼無刺激性，對兔破損皮膚及陰道粘膜有輕度刺激性。亞急性毒性試驗結果表明,醫用過氧化氫對實驗動物血生化指標無明顯改變，但可使試驗組動物的血紅蛋白明顯下降，對主要器官未造成明顯病理改變。梁金平、陳越英毒性試驗研究結果均表明以過氧化氫為主要殺菌成分的復方皮膚消毒液屬實際無毒級，對家兔皮膚有輕刺激性，對小鼠骨髓嗜多染紅細胞無致微核作用。
過氧化氫在醫藥衛生領域的應用
過氧化氫由于其殺菌廣譜、安全可靠、無毒殘留的特點，被廣泛用于乳品、飲料、啤酒、果汁、制藥、飲用水等產品加工及醫院、公共場所等行業的消毒滅菌。因為過氧化氫是一種強氧化劑，對金屬、織物有腐蝕作用，對有色織物有退色和漂白作用，所以在使用過程中要注意其使用范圍，避免對物品造成損害。
1用于一般物體表面的消毒
30g/L過氧化氫擦拭、噴灑或浸泡家庭、公共場所中日常用品表面及醫療機構、交通工具上人體常接觸的物體表面，如:桌椅、床頭柜、衛生潔具、門窗把手、樓梯挾手、公交車座椅、把手和兒童玩具等的表面。消毒作用時間30min,然后用清水沖洗去除殘留消毒劑。關瑞鋒等使用30g/L過氧化氫消毒液超聲霧化對嬰兒暖箱表面、水槽及操作窗進行消毒，其消毒合格率分別為100%、100%和97.5%，合格率高于用500mg/L含氯消毒劑擦拭的效果。
2用于空氣的消毒用15g/L～30g/L過氧化氫消毒液，進行氣溶膠噴霧消毒，按8ml/m3用量，消毒作用60min，然后進行通風換氣，可達消毒要求。沈建中等用含5000mg/L過氧化氫與5000mg/L碘化鉀組成的復方消毒劑，按8ml/m3用量對室內空氣中人工污染的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌作用30min，殺滅率均為99.99%；對室內空氣中自然菌亦有較好的殺滅效果。
3用于皮膚傷口沖洗消毒
過氧化氫在組織酶的作用下迅速分解產生新生氧，有利于消除膿塊，血塊及壞死組織。起到清潔瘡口和止血的作用，被廣泛應用于傷口的處理。用法：15g/L～30g/L過氧化氫消毒液,直接沖洗傷口部位皮膚表面,作用3min～5min。進一步再用生理鹽水沖洗。過氧化氫與其他化學殺菌因子協調作用研制的皮膚消毒劑對皮膚及手均有較好的殺菌效果。
4醫療器械消毒與滅菌
耐腐蝕醫療器械的高水平消毒，60g/L的過氧化氫浸泡作用120min，消毒結束后應使用無菌水沖洗去除殘留消毒劑。過氧化氫低溫等離子體滅菌方法用于不能耐受高溫、濕熱等醫療用品和器械的滅菌，內鏡器械如腹腔鏡、膀胱鏡及電源線、超聲刀等最適宜使用。
5過氧化氫溶液在手術器械保潔中的應用
過氧化氫能有效清除黏附在器械上的膿液、血塊以及壞死組織。將手術后的精細器械及帶管腔的器械，用30g/L過氧化氫溶液浸泡2min，然后用自來水沖洗,帶管腔的器械用一次性注射器抽取過氧化氫溶液反復沖洗2～3次，再用自來水沖洗，可使器械清洗干凈。
6在臨床治療上的應用
馮筠等報道，30g/L過氧化氫溶液聯合強力霉素用藥治療宮頸支原體感染療效好,毒副反應少。30g/L過氧化氫宮頸局部擦拭用藥,利于清除吸附在宮頸上皮細胞表面的解脲支原體和人型支原體病原體、膿液、血液和壞死組織，能提高對宮頸支原體感染的療效。孔亞閣報告30g/L的過氧化氫溶液與同等量的生理鹽水或涼開水混合制成15g/L過氧化氫溶液，在刷牙前含漱或鼓漱，可以清洗牙面及齦溝內異物，有效防止和減少牙菌斑沉積，預防和阻止牙周炎繼續發展。李守銀報道在肛瘺手術中，注射過氧化氫尋找肛瘺內口，方法簡單易行，成功率高，值得臨床推廣。過氧化氫在遇到組織中的過氧化氫酶時，迅速分解釋放出新生氧，不僅有殺菌、除臭、除污等功效，且釋放的氧氣通過肛瘺內口時出現的氣泡很容易觀察，便于尋找肛瘺內口。另有報道過氧化氫還可用于扁桃體炎、口腔炎、白喉、中耳炎、鼻出血等的輔助治療。
7在食品行業中的應用
食品級過氧化氫在國外的食品行業中有幾十年的應用歷史，特別在乳品、飲料、果汁等食品加工及無菌包裝、啤酒、飲用水、水產品保鮮、果蔬等食品的生產加工過程中都廣泛使用食品級過氧化氫進行消毒殺菌。
8對水的消毒
過氧化氫與臭氧聯合消毒水時，不但能殺滅其中的賈第蟲、大腸肝菌及其嗜菌體，同時還能減少致癌物三鹵甲烷的形成，并清除水體異味。近幾年來對H2O2協同消毒作用研究雖取得了一定的進展，但已知的協同作用大部分應用范圍狹窄或因設備昂貴難以推廣，而且對一些H2O2協同作用機理仍不十分清楚，相信隨著科學技術的發展，H2O2一定會得到更為廣泛應用。
9過氧化氫在環境保護方面的應用
過氧化氫能處理多種無機和有機的有毒物質，可用于三廢處理，尤其用于處理含硫化物、氰化物、酚類及染料等的廢水處理。近年來還用于凈化被外泄的燃料油或被其它有機物污染的土壤。
一、對催化劑概念的剖析
1.催化劑能改變化學反應速率
二氧化錳作催化劑加快了過氧化氫溶液分解氧氣的速率，但要讓學生知道，不是所有的催化劑都是加快化學反應速率的（初中化學中學生所涉及的都是），也有減慢的，催化劑定義中用的是“改變”而不是“加快”.例如，食用油脂里加入0.01%～0.02%沒食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸敗，在這里，沒食子酸正丙酯就是一種減慢化學反應速率的催化劑.
2.在化學反應前后催化劑的質量不變
在氯酸鉀中加入一定量的高錳酸鉀也能加快化學反應速率，所以有的學生就認為高錳酸鉀是該反應的催化劑.我們知道，加入的高錳酸鉀的質量會隨反應的進行而逐漸減少，最后完全消失.質量發生了改變，所以不是催化劑（而是它反應生成的二氧化錳作催化劑的）.二氧化錳粉末作過氧化氫溶液的催化劑，要確定它在化學反應前后質量不變，我們可以稱量二氧化錳反應前、后的質量（分別用m1、m2表示），只要它們的質量相等就是，即m1=m2.
3.在化學反應前后催化劑的化學性質不變
在過氧化氫溶液加入催化劑（二氧化錳）分解制取氧氣中，二氧化錳既加快了化學反應速率，化學反應前后的質量也沒有變，但仍不能確定它就是催化劑，還要判斷它在化學反應前后化學性質是否發生了改變.具體方法如下：可以在已反應完的容器中，再加入一定量的反應物，若發現反應仍能進行，說明二氧化錳的化學性質沒有發生改變.
綜合上述三點，我們才可以確定二氧化錳是過氧化氫溶液分解制取氧氣的催化劑.
二、知識轉化為能力，尋求新的催化劑
對于某一反應，所用的催化劑不是唯一的，可以用代替品.例如，過氧化氫溶液分解制取氧氣，可以用二氧化錳來作催化劑，還可以用硫酸銅溶液來代替.因此，我們可以對照符合催化劑的條件，把學到的知識運用到實踐中去，來尋找和探究新的催化劑.以下例舉了一習題，通過該習題，可以加深和鞏固對催化劑的理解、應用，達到舉一反三，活學活用之目的.習題如下，并完成題中所提出的問題.
某校研究性學習小組在做“尋找新的催化劑”課題時，發現將生銹的鐵釘放到過氧化氫溶液中，也可以加快過氧化氫的分解速率.于是，他們對此展開探究：
1.提出問題：什么物質是該反應催化劑？
2.設猜想與假設：下面是組內兩位同學所作的猜想，請你完成小華的猜想.
假設一：小芳同學：鐵釘表面的氧化鐵是過氧化氫溶液分解反應的催化劑.
假設二：小華同學：鐵釘里的“”是過氧化氫溶液分解反應的催化劑.
解析：生銹的鐵釘，其主要成分為鐵釘表面的氧化鐵和未生銹的鐵，假設一指出了鐵釘表面的氧化鐵是過氧化氫溶液分解反應的催化劑，自然假設二小華同學答案應為：鐵.
3.實驗與結論
實驗操作實驗現象實驗結論
實驗Ⅰ：把一定質量的氧化鐵粉末加入到裝有10 mL 5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現象. 反應的文字表達式為
假設一成立
實驗Ⅱ：取10 mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入 ，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現象. 無現象假設二 （選填“成立”或“不成立”）
解析：實驗Ⅰ由實驗結論中假設一成立可知，鐵釘表面的氧化鐵是過氧化氫溶液分解反應的催化劑，即有氧氣產生，故實驗現象為：帶火星的木條復燃，反應的文字表達式為：
過氧化氫二氧化錳水 + 氧氣 ；而實驗Ⅱ由實驗現象中無現象可知，沒有氧氣產生，
故加入的應是鐵，自然假設二就不成立了.
4.討論交流
（1）同學們討論后認為，小芳的“實驗I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是： .
（2）請你設計實驗（寫出實驗步驟、實驗現象及結論）證明其中的某一點理由：
.
解析：（1）雖然氧化鐵改變（此處為加快）了過氧化氫分解速率，但根據催化劑定義，還要驗證氧化鐵的質量和化學性質在化學反應前后是否發生了改變.在前面我們已例舉了在氯酸鉀中加入一定量的高錳酸鉀也能加快化學反應速率，但其原因是由于高錳酸鉀分解產生了二氧化錳，我們不能說高錳酸鉀是催化劑，而是生成的二氧化錳.故答案為：還要驗證氧化鐵的質量和化學性質反應前后是否改變.
（2）我們可以從化學性質和質量在化學反應前后是否發生了改變來考慮，設計如下：
設計一：（化學性質反應前后是否改變）
實驗操作實驗現象實驗結論
等待實驗Ⅰ中不再產生氣泡，再向試管中加入過氧化氫溶液再產生氣泡證明氧化鐵的化學性質沒有發生改變（假設成立）
或設計二：（質量反應前后是否改變）
實驗操作實驗現象實驗結論
關鍵詞：過氧化氫酶活性 根際土壤 存活性
中圖分類號：S662.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-02
根際是植物與土壤接觸的微域環境，是植物獲取養分的主要區域[1]。土壤微生物量在土壤有機物的分解和養分循環中起著重要的作用[2-3]，是反映土壤的物理化學性質變化的指標之一[4-5]。研究發現，土壤中的真菌、細菌都是土壤過氧化氫酶的重要來源，也有來自植物根系的，過氧化氫酶的最適pH值在中性范圍內（6.3～7.2），土壤過氧化氫酶能促進土壤中過氧化氫的分解[6]，防止土壤中的過氧化氫傷害植物根系。另外，過氧化氫酶活度與土壤中全氮含量和有機質含量等呈顯著正相關性[7]，對土壤肥力特征也有相當的表征作用[8]。
1 材料與方法材料
1.1 試驗方法
1.1.1 樣土的采集
本試驗以凈月區某段公路西面小樹林中不同地點不同樹木根際的土壤，如圖1。除掉石塊、根系和土壤動物，混合均勻。取回土壤樣品后經風干后，碾碎過篩，在廣口瓶中貯存，4 ℃儲藏備用。
圖1 土樣采集地點圖示
1.1.2 制備土壤稀釋液
在含99 ml無菌稀釋水和玻璃珠的錐形瓶中加入土樣1 g，振蕩10 min，制成土壤懸浮液，稀釋待測樣土原液時，先將其充分搖勻。然后用1 ml無菌移液管在待稀釋的原始樣品中來回吹吸數次，再精確移取0.5 ml菌液至10-3的試管中。然后令取1 ml無菌移液管，以同樣的方式，先在10-3試管中來回吹吸樣品數次，并精確移取0.5 ml菌液至10-4的試管中，如此稀釋至10-6為止。[9]
1.2 過氧化氫酶活性的測定
1.2.1 試劑
10%H2SO4；0.2 mol/L pH7.8磷酸緩沖液；0.1 mol/L高錳酸鉀標準液稱：取KMnO4（AR）3.1605 g，用新煮沸冷卻蒸餾水配制成1000 ml，再用0.1 mol/L 草酸溶液標定；0.1 mol/L H2O2市售30%H2O2大約等于17.6 mol/L，取30%H2O2溶液5.68 ml，稀釋至1000 ml，用標準0.1 mol/L KMnO4溶液（在酸性條件下）進行標定；0.1 mol/L草酸：稱取優級純H2C2O4?2H2O 12.607 g，用蒸餾水溶解后，定容至1000 ml。
1.2.2 方法步驟
取50 ml三角瓶4個（2個測定，另2個為對照），測定瓶中加酶液2.5 ml，對照瓶中加煮死酶液2.5 ml，再加入2.5 ml 0.1 mol/L H2O2，同時計時，在30 ℃恒溫水浴中保溫10 min，立即加入10%H2SO42.5 ml。
用0.1 mol/L KMnO4標準溶液滴定，直到顯示出粉紅色（在30 min內不消失）為止。[10]
1.2.3 計算方法
酶活性用每g鮮重樣品1 min內分解H2O2的mg數表示：
過氧化氫酶活性（H2O2mg/g/min）=（A-B）×VT/（W×VS×1.7×t）
式中：A：對照KMnO4滴定ml數；
B：酶反應后KMnO4滴定ml數；
VT：提取酶液總量（ml）；
VS：反應時所用酶液量（ml）；
W：樣品鮮重（g）；
t：反應時間（min）；
1.71 ml0.1 mol/L KMnO4相當于1.7 mgH2O2。
2 結果與分析
2.1 不同地點不同樹木根際土壤過氧化氫酶的活性的比較
不同地點的松樹、柳樹、楊樹根際土壤的過氧化氫酶活性比較，均為地點b>地點c>地點a過氧化氫酶是植物細胞中重要的抗氧化酶之一。在污染、干旱等逆境下，會對植物的過氧化氫酶活性產生影響，引起過氧化氫酶活性降低[10-11]。土壤過氧化氫酶能促進土壤中過氧化氫的分解[6]，這樣土壤中的過氧化氫就不會輕易傷害到植物根系。過氧化氫酶活度與土壤中全氮含量和有機質含量等呈顯著正相關[12]，對土壤肥力特征也有相當的表征作用[13]，因此，可以判定地點b為土壤肥力最好。
土壤持續供給植物生長發育所需的養分和水分的能力被稱之為土壤肥力。一般來說，土壤存在越多的微生物，土壤容重越小，孔隙度越大，土壤的結構性越好，土壤的通氣透水能力也就越強。這是因為土壤微生物能分解動植物殘體，增加土壤有機質含量，并且土壤微生物的代謝產物以及真菌的菌絲等可以黏結土體，使土壤中的微團粒體含量增加，從而改良土壤的結構性[14]。
如圖1所示，地點a的松樹、柳樹、楊樹均位于公路附近或離公路的距離很近，公路上經常有機動車來回行駛，而汽車尾氣廢氣中含有150～200種不同的化合物，其主要有害成分為：未燃燒或燃燒不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、過氧化物、有機酸和含鉛、磷汽油所形成的鉛、磷污染等。這些污染物均能對植物的土壤造成污染，導致公路附近的植物根際土壤的微生物含量少于其他未污染或輕污染地點。另外，土壤積累了汽車尾氣中的重金屬鉛，很多生化反應被抑制，反應方向和速度也被改變，從而破壞土壤原有的有機物或無機物所固有的化學平衡和轉化[15]。土壤酶活性對土壤重金屬反映比較敏感，Pb、As、Cu、Zn對土壤酶活性有一定程度的抑制作用，本次研究表明，土壤中的過氧化氫酶受到土壤重金屬較大的抑制，呈顯著負相關性。造成重金屬對土壤酶活性的抑制作用機理，可能與酶活性分子中的活性部位-巰基和含咪唑的配體等結合，形成較穩定的絡合物，產生了與底物的競爭性抑制作用有關或者可能由于重金屬抑制了土壤中微生物的生長繁殖，減少微生物體內酶的合成和分泌量，最終導致土壤酶活性降低[16-17]。
如圖1所示，地點c的松樹、柳樹、楊樹均位于樹林中的小徑兩旁，這些小徑附近有居民生活區，因此小徑兩旁的落葉不能有效的變成土壤的天然有機肥料，另外，小徑兩旁的垃圾也比較多，對植物土壤造成一定程度的污染，因此，地點c的微生物數量及土壤過氧化氫酶的活性均低于地點b。
3 結語
由于公路上經常有機動車行駛，導致樹林外側樹木根際土壤過氧化氫酶活性顯著降低；樹林內側由于人類活動的參與，樹木根際土壤過氧化氫酶活性降低不明顯。
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［關鍵詞］化學漂白；課堂實驗；過氧化氫；高中化學
一、引言
漂白劑在日常生活和生產中的應用十分廣泛，涉及印染、食品、造紙、生活用水及消毒等領域。比如，食品工業使用漂白劑可改善食品色澤、抑菌防腐、抗氧化等；日常洗滌劑中常常使用漂白劑以使被洗織物的顏色亮麗；等等。漂白作用是指使有機性的有色物質褪色的作用。高中化學教材中有很多涉及漂白問題的知識，漂白可以分為物理漂白和化學漂白。物理漂白指吸附型漂白，如疏松多孔的活性炭通過表面吸附有機色素而使有色液體顏色變淺或變白。化學漂白包括氧化性漂白、還原性漂白和化合型漂白三類。氧化型漂白劑主要包括氯氣、氯水、次氯酸HClO、次氯酸鈉Na（ClO）2、雙氧水H2O2、過氧化鈉Na2O2、臭氧O3等，它們不穩定，能分解生成氧化能力很強的新生氧，破壞有機色素結構而發揮漂白作用。化合型漂白劑主要指二氧化硫SO2，漂白機理是二氧化硫溶于水后生成的亞硫酸與有機色質直接結合成無色的化合物。還原型漂白劑常見的有連二亞硫酸鈉Na2S2O4，漂白時S2O2－4中的三價硫被氧化成HSO－3中的四價硫，即S3＋S4＋＋e－，主要用于漂白紙張漿以提高紙張白度。
二、化學漂白實驗探索構思
學生雖然已經學過漂白作用，知道多種漂白物質，但是對漂白過程還沒有過真實的體驗，因此要設計實驗讓學生真切地感受漂白這一化學現象和過程，加強對漂白作用及其原理的認識和掌握，特別是通過身邊的物品開展教學，激發學生的學習興趣、培養學生的探索精神。化學漂白過程和現象更能體現實驗探索的趣味性。探索化學漂白課堂實驗時，我們需要注意幾個問題：首先是選擇相對安全的漂白試劑；其次是篩選漂白過程容易發生且漂白現象明顯的有趣的漂白對象；再次是設計合理的實驗程序和實驗條件。在化學高中實驗中，安全是需要特別注意的首要問題。氣體型漂白劑，如氯氣、臭氧、二氧化硫等，有較大的毒性，存在實驗安全問題，因此不宜采用。通過檢索資料及相關分析，我們初步確定采用過氧化氫、次氯酸鈉、硫黃和亞硫酸鈉這些固體或液體漂白劑。前期選定淺黃色紙張、木粉、變色舊白布和枯黃的銀杏樹葉為漂白對象，實驗方案分別為采用次氯酸鈉漂白淺黃色紙張及枯黃的銀杏樹葉、硫黃漂白木粉和亞硫酸鈉漂白變色舊白布。通過改變溫度和延長時間進行實驗探索，發現漂白現象不明顯。比如，在室溫下漂白枯黃的銀杏葉的完全漂白時間高達25小時（而升溫漂白時銀杏樹葉容易碳化變黑），因此不宜設計為高中階段的化學漂白課堂實驗。最后，我們選定牽牛花和玫瑰花為漂白對象。由于次氯酸鈉的氧化性較強，適合漂白纖維素較多的物質，如果采用次氯酸鈉溶液漂白牽牛花和玫瑰花，會嚴重損傷花瓣，因此確定采用相對比較安全的過氧化氫作為漂白劑，更便于學生全面探索和觀察漂白過程及現象。
三、化學漂白實驗過程
為了減少過氧化氫在達到預定溫度前分解，將鮮花花瓣浸入過氧化氫后立即放到已提前升到設定溫度的水浴鍋內恒溫漂白。圖1和圖2分別是紫色牽牛花花瓣和紅色玫瑰花花瓣漂白過程中不同時間的數碼照片。可見，隨著漂白時間的延長，紫色牽牛花花瓣和紅色玫瑰花花瓣的顏色逐漸變淺，并且白色斑不斷增多，白色區域慢慢增大，最后整個花瓣全部變為白色。被過氧化氫漂白后的花瓣在80℃下加熱5小時后仍然為白色，室溫放置1個月以上也仍然為白色，說明過氧化氫的漂白屬于永久性漂白。列出了不同過氧化氫濃度和不同漂白溫度下紫色牽牛花花瓣完全漂白的時間。可以看出，隨著溫度和濃度的升高，過氧化氫漂白紫色牽牛花花瓣的時間在縮短。在7．5％～30％的過氧化氫濃度范圍內，都能快速觀察到紫色牽牛花花瓣的漂白效果。
四、化學漂白課堂實驗小結
綜上可見，我們建議采用過氧化氫漂白紅色和紫色類鮮花進行漂白實驗。為了便于課堂內觀察，漂白溫度最好選擇在40℃左右，過氧化氫濃度最好采用20％～30％。每個實驗組涉及的實驗儀器包括20mL量筒1只、5mL量筒1只、50mL廣口瓶1只、恒溫水浴鍋或烘箱、鑷子1把和乳膠手套1副。涉及的實驗藥品為30％的過氧化氫（化學純）和蒸餾水。實驗步驟：（1）采用量筒量取20mL30％過氧化氫倒入50mL廣口瓶，用5mL量筒量取計量的蒸餾水加入混勻，調至實驗要求的過氧化氫濃度；（2）用鑷子鑷取鮮花花瓣浸入廣口瓶內的過氧化氫溶液里；（3）蓋上廣口瓶蓋，放入已升到設定溫度的恒溫水浴鍋或烘箱內，隨時透過瓶壁觀察鮮花花瓣的顏色變化；（4）實驗完畢后，取出廣口瓶，打開瓶蓋，用鑷子將漂白后的花瓣用清水漂洗掉表面附著的過氧化氫液體；（5）將過氧化氫殘液倒入實驗室廢液瓶或桶內集中處理。需要注意的是，過氧化氫具有較強烈的灼燒作用，需要特別小心，不能濺到皮膚上，特別不能濺到眼里，因此整個實驗操作過程要求穿長袖長褲，戴乳膠手套。如果不慎濺到皮膚上或眼里，立即開大水龍頭沖洗10分鐘以上。必要時就醫治療。
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【關鍵詞】 氧化塔外冷卻循環移熱工藝氧化反應溫度三級觸發安全聯鎖
異丙苯裝置氧化工序設計規模為年產1000噸過氧化氫異丙苯或過氧化氫二異丙苯。該反應為放熱反應,生成中的反應熱主要依靠氧化塔外循環泵將粗產品冷卻回流從氧化塔中移出,如溫度波動,設置有溫度調節控制回路,若溫度超高,設置了三級安全報警聯鎖系統。裝置由堿洗系統、氧化反應系統、提濃系統三部分組成。產品過氧化氫異丙苯主要用于ABS塑料等的引發劑和芳烴等裝置脫砷劑使用,主要供應石化公司ABS裝置、芳烴裝置以及乙烯廠等生產裝置;過氧化氫二異丙苯產品主要用于丁苯橡膠做為低溫引發劑和作為丁腈橡膠激發劑使用,主要供應石化公司丁苯橡膠裝置、丁腈橡膠裝置等生產裝置。每年在春秋季節間斷性生產,盛夏和冬季一般不開車生產,主要還是考慮到本裝置的安全生產要求高。
1 工藝原理
1.1 提濃原理
氧化塔頂出料中CHP含量一般控制在20—35%,需通過蒸餾后濃縮至濃度為81-83%。由于CHP不穩定,受熱分解,在80℃時熱分解已較嚴重,溫度再升高時,熱分解更劇烈,在提濃系統有酸性物的情況下,往往會因此而引起爆炸。故氧化液不能用常壓蒸餾濃縮。由于CHP在高真空條件下沸騰不分解,故可在高真空條件下(真空度≥0.081MPa)蒸餾進行提濃。
氧化塔頂出料中DCHP含量一般控制在20—35%,需通過蒸餾后濃縮至濃度為55-65%。由于DCHP不穩定,受熱分解,在80℃時熱分解已較嚴重,溫度再升高時,熱分解更劇烈,在提濃系統有酸性物的情況下,往往會因此而引起爆炸。故氧化液不能用常壓蒸餾濃縮。由于DCHP在高真空條件下沸騰不分解,故可在高真空條件下(真空度≥0.081Mpa)蒸餾進行提濃。
提濃雖然在高真空下進行,但因在90-100℃溫度下進行,仍會有部分DCHP發生熱分解形成副產物。為減少熱分解產物提濃過程應盡量提高系統真空度而降低提濃溫度。
1.2 堿洗原理
將氧化工序來的CHP(DCHP)液通過與一定溫度和一定濃度的堿液混合攪拌經中和、沉降分離、脫水得到外觀透明度好的合格品CHP(DCHP)。
2 裝置改進后工藝特點
(1)原氧化工序采用氧化塔內蛇管換熱器移走反應熱,真空提濃工藝。改造后氧化工序采用氧化塔外冷卻循環移熱工藝,該工藝流程簡潔,技術成熟,氧化塔采用分別調節冷、熱氧化液混合比例分四股進入氧化塔內以控制氧化溫度,調節速度快,全塔反應區溫度均勻,不存在局部過熱現象,氧化反應溫度控制穩定。
(2)氧化反應溫度設置了三級觸發安全聯鎖系統。例如氧化塔觸發條件為塔內反應區上、中上、中下、下溫度升至120℃時啟動一級聯鎖時切斷通入氧化塔空氣,上升至125℃時啟動二級聯鎖打開消防水閥通入氧化塔內盤管,上升至130℃時啟動三級聯鎖,打開消防水直接注入閥,使消防水進入氧化塔內,緊急降溫。不同級別的聯鎖觸發條件有不同的執行措施,以保證氧化反應的安全。
(3)氧化裝置改造前儀表系統陳舊、自動控制能力較低。陳舊、落后。自動控制系統不夠靈敏。不符合現代化工業的要求。例如:氧化系統氧化反應溫度的控制,達不到溫度自動控制的目的。反應溫度升高時,必須到泵房啟動水泵進行降溫,這樣一方面增強了人的勞動強度,另外,對安全生產存在一定的隱患 。因為前面我們已經了解了氧化系統最主要控制的因素就是溫度,溫度的控制決定氧化反應的整個過程安全.
[關鍵詞]Fenton試劑氧化廢水處理羥基自由基
中圖分類號:TV-9文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120118-01
一、前言
在自然界中不僅很多化合物有很強的氧化性,而且當其中幾種化合物混合起來或輔以特定物化條件時,往往會發揮更大的效果。1894年,H.J.H.Fenton發現Fe2+離子通過過氧化氫強烈的促進了蘋果酸的氧化,從此以后,眾多研究表明過氧化氫與亞鐵離子的結合,即Fenton試劑,對于許多有機物都有強烈的氧化作用。
Fenton反應是一種均相的催化氧化反應,它采用過氧化氫為氧化劑,亞鐵鹽為催化劑,其反應機理為:
Fe2++H2O2=Fe3++OHˉ+HO?
HO?+RH=H2O+R?
R?+Fe3+=R'?+Fe2+
R?+H2O=ROH+H+
R?+R?=R-R
反應中產生的羥基自由基是Fenton試劑強氧化性的主要原因,其具有如下一些性質:
1.羥基自由基具有高的氧化電極電位(標準電極電位2.80伏);2. 羥基自由基具有很高的電負性或親電性;3.其電子親和能為569.3KJ;4. 容易進攻高電子云密度點;5.這就決定了HO?的進攻具有一定的選擇性;6.羥基自由基發生加成反應;7.當有碳碳雙鍵存在時;8.除非被進攻的分子具有高度活潑的碳氫鍵;9.HO?將發生加成反應。
影響Fenton試劑效果的主要因素為:pH值,亞鐵離子投加量與過氧化氫投加量之比,過氧化氫投加量與有機物濃度之比。研究表明反應系統的最佳pH范圍為3～5,該范圍與有機物種類關系不大,原因是催化過氧化氫分解的鐵的有效形式是Fe(O2H)2+,Fe(OH)2,其在pH3～5的范圍內濃度最高。Fe2+投加量的最佳值與過氧化氫投加量,有機物濃度等因素有關,實驗發現Fe2+濃度滿足條件0.3
二、Fenton試劑在水處理中的應用
Fenton試劑在廢水處理中的應用可分為兩個方面,一是單獨作為一種處理方法氧化有機廢水,二是與其他方法聯用,如與混凝沉降法,活性炭法,生物處理法等聯用。
(一)單獨處理方法
自從1964年加拿大學者H.R.Eisenhauer首次使用Fenton試劑處理苯酚廢水和烷基苯廢水以來,Fenton被廣泛應用與各類水的處理中,以下略舉二例:
1.Fenton法處理垃圾滲濾液
垃圾滲濾液是一類含有多種有毒有害的難降解有機物的廢水,傳統的生化處理法雖然常常用來處理滲濾液,但由于其處理效果遠不及對城市污水的處理。化學氧化法可以分解這些難降解的有機物,從而提高廢水的可生化降解性。Fenton試劑因其能夠產生極強氧化性的HO?自由基而被認為是處理滲濾液的一種替代方法。它由于費用低廉、操作簡便而受到人們的重視。試驗表明,當雙氧水與亞鐵鹽的總投加比一定([Fe2+]/[H2O2]=1/3)時,COD的去除率隨雙氧水投加量的增加而增加,但與雙氧水在兩個氧化槽的投加比例無關。當雙氧水的總投加量為0.1mol/L時,COD的去除率可達67.5%,這一結果同樣適用于其他垃圾填埋場的晚期滲濾液處理。
2.Fenton試劑處理活性黑KBR染料廢水
活性黑染料廢水具有溶性良好,可生物降解性差,對環境污染嚴重等特性,采用Fenton試劑可經濟有效的去除水中的色度和COD,當染料濃度為400mg/L,雙氧水投量為0.4ml/L,硫酸亞鐵投量為300mg/L時,可獲得96%脫色率和70%COD去除率。反應最佳pH值為3～5。紫外光和亞鐵離子對過氧化氫的催化分解存在協同效應;H2O2++O2,H2O2+UV+O2,H2O2+Fe2++UV+O2等
方法引入了氧氣,加入氧氣可節約過氧化氫的用量,降低處理成本。其反應機理主要為:(1)氧氣吸收紫外光后可生成臭氧等次生氧化劑。(2)氧氣通過誘導自氧化加入到反應鏈中。
光助Fenton氧化處理PVA退漿廢水便是在Fenton反應體系中輔以紫外光和可見光輻射,使其氧化效率比傳統Fenton反應得到較大的提高。其具有的高效率是由于Fe2+和有機物、H2O2等組成的絡合物在光輻射下能迅速還原生成Fe(Ⅱ)的結果。PVA的去除是通過鐵鹽和PVA形成的大分子絡合物的直接降解而進行的。
(二)與其他方法聯用
日本進行了大量的聯用技術研究,主要集中在與生物法的聯用。Kokai用Fe2++H2O2+曝氣系統對甘醇廢水進行預處理,然后再接活性污泥法可去除99%的COD。另一種常見的方法是A-HiPO,即酸性凝聚過氧化氫氧化法。該法由酸性凝聚和過氧化氫氧化兩部分組成,酸性凝聚去除廢水中以COD為主要成分的高分子化合物,過氧化氫氧化去除較低分子的有機化合物,所使用的鐵催化劑可以回收作為凝聚劑,該法適用范圍廣,能深度去除廢水中的COD。近年來又出現了一種新穎的Fenton試劑處理廢水技術,氧化偶合混凝法。所謂氧化偶合,就是廢水中的有機污染物在氧化劑的作用下發生偶合或聚合,形成分子量不太大的偶合或聚合產物,從而改變它們在水中的溶解性能及混凝沉降性能,然后通過混凝過濾去除。實驗結果表明低劑量的Fenton試劑氧化偶合混凝法可有效的去除廢水中的各類酚。當TOC為200mg/L,過氧化氫投加量為100mg/L時,TOC去除率在40%～70%之間。偶合反應與有機物種類關系不大,其產物是通過C-C鍵聯接而成。
三、結論
可見,Fenton試劑作為一種強氧化劑用于處理廢水中的有機污染物具有明顯的優點,但制約其廣泛應用的主要因素是其處理成本較高,但對于毒性大,一般氧化劑難氧化或生物難降解的有機廢水,Fenton法還是一種很好的方法。
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【關鍵詞】過氧化氫低溫等離子消毒柜；基層醫院手術室；應用
【文章編號】1004-7484（2014）02-0820-01
隨著醫療技術的不斷發展，手術安全性和可靠性提高，因而采用手術治療的患者也逐漸增多，這就對器械的消毒提出了更高的要求。本研究采用的CDMJ-100型過氧化氫低溫等離子消毒柜具有低溫、快速以及環保的優點，以下進行具體分析。
1 資料與方法
1.1一般資料
選取在2013年6月～2013年12月期間我院手術室采用的過氧化氫低溫等離子消毒柜消毒鍋的所有手術器械以及腔鏡器械一共100鍋，其消毒方式完全按照說明說上的方式進行操作。
1.2消毒方法
在消毒前，將所有的手術器械和腔鏡器械做好清潔工作，要將其在流水下進行清洗，采用毛刷等柔軟型的工具洗刷。而內鏡的器械則需要使用高壓水槍進行清洗，放入超聲波清洗機中清洗10分鐘，再將其取出接著用流水沖洗，洗干凈以后要用紗布將其擦干凈，再放入高壓氣槍吹干以后包裝好，將其放入滅菌腔中，開啟滅菌程序，選擇標準指令進行滅菌消毒。通常來說，過氧化氫等離子低溫消毒柜在約60%的過氧化氫的腔室中都會擴散到艙體中，而如果環境屬于低溫，那么艙內的電磁場還會對其的汽化狀態發生反應從而形成等離子狀。因此，在艙內中保持器械的低溫、干燥以及消毒滅菌，可以有效地將剩下的過氧化氫解離。消毒過程中的一個循環周期有5個步驟，分別是將真空抽盡、注入、擴散、等離子化以及通風。這5個步驟會在消毒的過程中交叉并重復進行，消毒的周期包含了很多的循環周期[1]。
2 結果
采用過氧化氫低溫等離子消毒柜對本院的100鍋手術器械以及內鏡器械進行消毒，整個消毒過程只需要50分鐘，且消毒期間保持無毒和環保。在100鍋的消毒中，有92鍋一次性消毒成功，有8鍋在運行中中斷，3鍋需要重新啟動運行才能完成消毒，另外有9鍋需要進行清潔裝載以后才能完成消毒。
3 討論
無論是任何手術的操作都需要遵循無菌操作的原則，因此相關的手術室器械的消毒工作必須做到高效、迅速以及保持穩定性的要求，此外，還包括要對一定的耐受溫度以及有機物等原因的考慮。隨著醫療技術的不斷發展，多種新型的消毒設備相繼研發，其中就包括了過氧化氫低溫等離子消毒柜，這種消毒柜是由過氧化氫的蒸汽浴等離子體相組合，從而使得醫療手術的各種器具可以進行比較安全、快速的運行。整個消毒工作的過程都要保持在低溫和干燥的情況下進行，所以無論是對有無水汽敏感的醫療器械還是金屬、非金屬的器械都不會造成損害，還能夠對止血鉗等比較難進行清洗的器械進行消毒和滅菌。
這種消毒柜的工作原理是采用過氧化氫低溫等離子體做消毒工作，通過特定的形式將需要消毒的醫療器械上的各種微生物活性消除，從而滅菌，而等離子體屬于一種固態、氣態和液態之外的物態體系，在被強電場激活后原子會分離電子，加速了粒子的運動，原子和電子就會通過重新的組合由高能態向低能態轉變，而分子在碰撞的過程中，其又分解為水、氧以及多種自由基，使得微生物失去活性甚至滅亡。但是在消毒的過程中如果在任何一個環節發生故障，都有可能致使一次性的消毒失敗。本研究就有8鍋在運行中中斷，造成的原因是：（1）有機物在器械中有殘留，與消毒物體產生接觸造成影響；（2）物體沒有徹底干燥，存在一些水珠影響了循環的運行，而有些物品則是不能與殘留水漬接觸，需要充分吹干后才能進行消毒滅菌；（3）消毒物品在放置的過程中要求不合理，標準情況下消毒物品的頂端要與消毒艙上端距離超過8cm，否則會造成真空負壓不夠，會影響消毒的循環運行，而且要求在每層的空間中，下層要放置貴重物品，上層則放置較輕的物品[2]。此外，金屬以及非金屬的器械也要混合放置，并避免其接觸到消毒艙的網層。（4）消毒柜在管理的工作中沒有按照嚴格的要求保管，體現在工作人員在操作工作中處理不規范，比如當物品在重疊的堆放時接觸得過于緊密或是出現超載的情況。在放置標準中，被啟用鍋的過氧化氫必須在10天的時間中用完，否則會影響消毒柜正常的工作運行。
綜上所述，在基層醫院的手術室中采用過氧化氫低溫等離子消毒柜進行消毒是一種比較環保高效的方式，但是消毒過程中的操作必須正確，且消毒的器械需要保持清潔。
參考文獻：
關鍵詞 蘋果；種植年限；根系；土壤；脲酶；過氧化氫酶；活性
中圖分類號 S661.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）01-0258-01
蘋果樹產業是我國當前經濟農業中的重要產業，其每年的年產值可高達1 000億元左右。作物的連作障礙不僅存在于大田作物，在果樹產業中也時有發生。它使土壤養分缺乏，肥力下降，病蟲害風險增加。有研究顯示，大田中的土壤酶活性可以揭示土壤代謝能力強弱及土壤質量的功能。試驗通過不同年限蘋果樹根系土壤酶活性，分析果園土壤的質量，以期為后期果園管理來提高果實產量及品質提供理論基礎。
1 材料與方法
1.1 試驗概況
試驗地點選在朝陽縣附近一果園內進行。試驗選擇2年、5年、10年和15年的蘋果樹根系土壤為研究對象。
1.2 試驗設計
試驗共設5個處理，分別為：選擇長勢大致一致，生長2年、5年、10年、15年的蘋果樹，以沒有種植果樹的果園空地作對照（CK，記為0年）。每種年限的果樹隨機選擇5株，重復3次。在距離果樹30 cm的地方取表層下方0～20 cm和20～40 cm土壤。將取出的土樣帶到陰涼通風的地方自然風干，采用四分法將土樣混合，剔除土中的石子和植物根系，之后過60目的篩網，放在自封袋中備用。
1.3 項目測定
土壤脲酶活性測定：稱取2 g風干土置于50 mL三角瓶內，然后加入1 mL甲苯，待反應15 min后同時加5 mL濃度10%尿素溶液和10 mL pH=6.7的檸檬酸鹽緩沖液，震蕩10 min，在恒溫箱內過夜。取5 mL上清液加入50 mL容量瓶中，加15 mL蒸餾水。同時，加入4 mL苯酚鈉和3 mL次氯酸鈉，搖勻，靜置20 min后出現顯色，定容至50 mL。之后用分光光度計在波長578 nm處比色[1-2]。
脲酶活性以1 g土壤中所含NH3-N的質量表示。
NH3-N（mg）=2a
式中：a為從標準曲線對應的NH3-N質量。
土壤過氧化氫酶活性測定：稱取1.0 g風干土置于50 mL三角瓶內，加入10 mL蒸餾水，然后加入5 mL濃度0.3%的H2O2溶液，在振蕩機振蕩15 min后加入1 mL飽和鋁鉀礬，過濾在裝有5 mL 1.5 mol/L硫酸溶液的三角瓶中。吸取10 mL的濾液，用0.002 mol/L的高錳酸鉀溶液滴定至紫色，同時與無土對照處理對比[3-4]。
1.4 數據分析
試驗采用Microsoft Excel軟件和SPSS軟件進行數據分析處理[5-6]。
2 結果與分析
2.1 不同種植年限蘋果樹根系對土壤脲酶活性的影響
土壤脲酶活性的高低能代表土壤中氮元素的狀況，因為脲酶能夠把土壤中的有機化合物水解成多種形式的氮，為植物生長發育提供營養成分。由圖1可知，土壤中脲酶在0～20 cm活性最大，其變化幅度也最高，空地對照活性最高。種植果樹后土壤脲酶的活性隨著種植年限的增加呈先上升后下降趨勢，以5年生活性最高。但在20～40 cm脲酶活性變化較平緩，呈先下降后上升的趨勢。相同種植年限的土壤脲酶活性都以上層的0～20 cm最高。
2.2 不同種植年限蘋果樹根系對土壤過氧化氫酶活性的影響
過氧化氫酶一定程度上能反映出土壤微生物在化學過程中氧化還原能力的大小，其在土壤中分布廣，它能夠抵御土壤在化學反應中生成的過氧化氫對植物組織帶來的傷害。由圖2可知，土壤中過氧化氫酶活性在0～20 cm和20～40 cm 2個土層中的酶活性其變化趨勢相同，都是酶活性呈現出先上升后下降的趨勢。2個土層都以2年的過氧化氫酶活性最高。造成這種現象可能是由于過氧化氫分解時受到土壤中其他化學物質的抑制，使氧化作用減弱，導致果樹肥分不能及時被分解轉移，造成了在根部的積累，使根系的毒害作用日益加重，從而引起了連作障礙。相同種植年限的土壤過氧化氫酶活性也都以上層的0～20 cm最高。
3 結論與討論
試驗結果表明，隨著蘋果樹種植年限的延長，脲酶和過（下轉第267頁）
氧化氫酶活性偶呈先上升后下降的的趨勢。脲酶或過氧化氫酶的活性在0～20 cm土層分別以5年和2年的活性最高，而在20～40 cm土層分別以15年和2年的最高。有研究表明土壤中酶活性高低是由土壤中微生物種群及自身變化引起的。當外界落葉和根系分泌物產生殘留物，會因為微生物種群及自身變化，而導致酶活性下降。當外界的水氣條件良好會使有利微生物繁殖，上層土壤的酶活性高于下層。
4 參考文獻
[1] 關松蔭，張德生，張志明.土壤酶及其研究法[M].北京：農業出版社，1986.
[2] 王穎，許廣波，劉文利.蘋果梨園土壤酶活性初報[J].土壤通報，2005，36（3）：383-386.
[3] 肖宏，于明革.不同連作蘋果園土壤酶活性及微生物狀況的調查研究[J].山西果樹，2006，112（4）：5-6.
[4] 李智衛，王超，陳偉，等.不同樹齡蘋果園土壤微生物生態特征研究[J].土壤通報，2011，42（2）：302-306.
一、實驗報告
（一）知識背景：細胞中幾乎所有的化學反應都是由___________催化的。酶對化學反應的催化效率稱為酶的活性。酶的活性可以用化學反應底物的減少量或者生成物的增加量來表示。
細胞生活在一定的環境中，環境條件的改變能否影響細胞內酶的活性？
閱讀教材P83的內容，提出探究實驗的假設。
探究一：_______________ 探究二：______________
分析：通過對教材的閱讀，學生都能找出影響因素，進一步寫出兩個實驗探究的題目。溫度對酶活性的影響，酸堿度對酶活性的影響。
（二）材料用具：根據實驗假設選擇實驗試劑和用具。
1.實驗試劑（見教材）。
請根據實驗試劑再次確認實驗假設：
探究一：_____________探究二：__________
探究三：_____________探究四：__________
分析：根據提示學生能寫出四個實驗的探究題目。溫度對淀粉酶活性的影響，溫度對過氧酶活性的影響，酸堿度對淀粉酶活性的影響，酸堿度對過氧化氫酶活性的影響。
教師引導學生共同分析：過氧化氫的分解本身就要受溫度的影響，所以如果以溫度作為自變量來研究其對過氧化氫酶的影響，則實驗就違背了單一變量原則。因此在探究溫度的影響時選擇淀粉酶，那么酸堿度的選擇對過氧化氫酶的影響。
2.嘗試寫出對應的實驗用具。
探究一：溫度對淀粉酶活性的影響。
探究二： PH對過氧化氫酶活性的影響。
分析：寫實驗用具的同時，在教師的引導下學生可以分析出自變量，自變量的設置梯度，設置方法，因變量以及因變量的檢測方法等。
此時教師要強調實驗設置的原則。
（三）嘗試寫出實驗步驟（第2頁）
探究一：溫度對淀粉酶活性的影響。
1.實驗步驟。
（1）取6個燒杯，編號1～6。注入等量水，分別維持_____溫度；（2）取6支試管，編號為A至F，分別注入5ml淀粉，放入1至6號燒杯中，保溫5分鐘；取6支試管，編號為a至f，分別注入1ml淀粉酶，放入1至6號燒杯中，保溫5分鐘；（3）將淀粉酶注入對應字母淀粉溶液中，保溫5分鐘；（4）加入碘液，觀察顏色的變化。
2.實驗分析。
自變量：_____________因變量：__________
3.畫出曲線圖。
探究二：PH對過氧化氫酶活性的影響。
1.實驗步驟。
（1）取7支試管，編號1至7，分別加入5ml過氧化氫溶液；（2）分別給1至7號試管滴入鹽酸或氫氧化鈉，調整各個試管的PH依次為4、5、6、7、8、9、10；（3）分別給7支試管中加入肝臟研磨液3滴；（4）觀察氣泡的大小、多少、衛生香的復燃程度。
2.實驗分析。
自變量：________ 因變量：__________________
3.畫出曲線圖。
二、教學反思
【關鍵詞】過氧化氫；低溫等離子；滅菌
【文章編號】1004-7484（2014）07-4810-02
隨著微創手術的廣泛開展，我院腔鏡手術逐年上升，而腔鏡手術時間短，手術周轉快，手術所需的器械大多不能高壓滅菌。早起廣泛使用的戊二醛浸泡需12小時，存在滅菌循環周期長、有毒、污染環境等特點。這在很大程度上制約了腔鏡手術的數量與速度，為迎合手術需要，確保病人安全，我院于2011年新購了凱斯普牌CASP―80A型過氧化氫低溫等離子體滅菌器，專門用于腔鏡器械、超聲刀、膀胱鏡、電刀筆等滅菌。解決了不耐高溫、濕熱手術器械的滅菌問題。器械滅菌完成后立即使用，加快了器械的周轉，提高了手術間的利用率。、
1 滅菌設備原理及滅菌范圍。
1.1低溫等離子體滅菌的原理：其原理是高濃度的（55%―60%）的過氧化氫注入滅菌腔內后，利用過氧化氫氣體彌散和其等離子階段釋放出的等離子，作用于微生物細胞酵素及核酸，破壞其生命力而達到滅菌的目的。當滅菌完成后，過氧化氫最終分解為水和氧，無有害物質殘留，對工作人員不會產生任何的損害。
1.2滅菌范圍
1.2.1適用范圍：低溫等離子滅菌對象較廣，適用于大部分醫療器械，特別適合畏濕畏熱的器械，如腹腔鏡、宮腔鏡、膀胱鏡、超聲刀、電凝線等。
1.2.2不適用范圍：一次性使用的物品、或器械；布類、紙類會吸收過氧化氫水分，干擾壓力；油類分子密度大，過氧化氫不易穿透，一般不采用此方法滅菌。不能承受真空的物品或器、含木漿的物品或器械、死頭的管腔類、內部構件不能接觸水分難以清洗干凈、難以徹底干燥的物品或器械均不適用此項滅菌技術。
2 滅菌效果及分析
2.2滅菌循環終止的原因
2.2.1滅菌器械潮濕，低溫等離子滅菌不適用于液體、油、紙等材料的滅菌，所以滅菌器械和物品必須時干燥清潔，滅菌前需將物品初洗―流動水沖洗表面，直到肉眼看不到污物，能拆卸的部分要拆卸清洗，防暴力和防掉失配件。酶洗―用1：270多酶洗劑浸泡5―10分鐘，再次認真清洗，直到肉眼看不到污物，漂洗―流動水洗凈器械表面及管腔內的酶液，直到肉眼看不到污物。終末清洗―用蒸餾水沖洗器械。干燥―器械及管腔用高壓氣槍吹干。滅菌―采用低溫等離子滅菌。妥善保管―妥善保存于固定地點并登記記錄。我科使用中2次因器械潮濕而導致循環終止，經拆開外包裝后重新滅菌，滅菌循環能正常運行，滅菌結果合格。
2.2.2滅菌物品擺放不正確，腔鏡類器械最好放兩套，金屬和非金屬的盡量混放，較輕的器械放頂層，較重的放下層，器械盒需放在滅菌艙的支架上，使用滅菌包裝袋時，不透明面向上放置，物品或器械擺放盡量松散、不要相互層疊、擠壓，不要觸及電極圈、滅菌真空室和自動門，以免對滅菌物品或本滅菌器造成損害。經重新調整擺放物品后滅菌循環能正確進行。
2.2.3滅菌物品過多.滅菌物品過多是在使用中最容易出現的問題，由于使用低溫等離子滅菌一鍋的成本比較高，操作人員想盡可能節約成本，而忽略了滅菌器額定承載能力，從而影響了過氧化氫的正常擴散，導致滅菌循環終止，通過取出過多的物品后重新滅菌，滅菌循環正常完成，滅菌結果合格。
3討論
使用低溫等離子體滅菌，在正確掌握適用滅菌物品的前提下，保證物品的干燥及正確的裝載，能有效地避免滅菌循環的取消，順利完成滅菌程序，保證滅菌質量。它是一種高效快速的臨床滅菌方法，在較短時間內就能完成對所需器械的消毒滅菌，滅菌效果好。我科經過兩年腹腔鏡專科器械的消毒滅菌，未發生一例手術切口感染，降低了醫院感染的發生率，有效地保證了患者的生命安全。
參考文獻
【關鍵詞】胎兒宮內窘迫；過氧化碳酰胺
胎兒宮內窘迫是分娩期常見的胎兒嚴重并發癥，以往的臨床治療多采取經鼻導管給氧，但起效緩慢，維持時間短，不能有效地解決胎兒缺氧問題。基于靜脈滴注過氧化碳酰胺在治療缺氧缺血性疾病中已取得了顯著效果，我院婦產科對部分在分娩時發生胎兒宮內窘迫的產婦進行了過氧化碳酰胺的臨床應用研究。
1資料和方法
1.1對象治療對象為2004年1月至2006年6月在我院婦產科分娩的孕婦，分娩過程中出現胎兒宮內窘迫者186例，孕婦年齡23-35歲，其中經產婦53例，初產婦133；合并妊娠高血壓疾病10例，羊水過多16例，臍帶繞頸35例，合并前置胎盤6例，產程延長、疲勞及宮縮異常60例。
1.2診斷標準用胎心監護儀連續描記孕婦胎心率（FHR）20-40min。胎心率小于120次/min或大于160次/min，或節律不齊，胎心晚期減速或重度可變減速，結合羊水量及是否有胎糞污染做出診斷［1］。
1.3方法
1.3.1過氧化碳酰胺藥理特性：本品為注射用內給氧劑（內含過氧化氫0.3g），它是一種雙氧水的基礎上演化過來的，是一種強氧化劑，對人體組織無損害無刺激；注入體內后能被分解出過氧化氫，再經過氧化氫酶催化作用而釋放出氧。氧直接與血液中血紅蛋白結合，供給缺氧組織；靜脈滴注本品30min后氧分壓明顯升高，2h達最高峰，可持續4h。
1.3.2將186例產婦隨機分為2組（孕齡、妊娠合并癥、分娩情況等2組均無明顯差異），治療組96例，對照組90例。治療組：當產婦出現胎兒宮內窘迫后給予10%葡萄糖250ml+過氧化碳酰胺1g靜脈緩慢滴注，同時予以左側臥位，用5%碳酸氫鈉來糾正酸中毒等常規治療；對照組則只給鼻吸氧+常規治療(左側臥位，糾正酸中毒等)。
1.4統計學處理χ2檢驗及t檢驗
2結果
2.1治療后胎心率變化186例胎兒宮內窘迫病例中，治療組96例，治療后FHR恢復正常90例，占93.75%；對照組90例，治療后FHR恢復正常53例，占58.8%。治療后治療組FHR恢復顯著高于對照組（P
2.2分娩結果
2.2.1分娩方式根據用藥后胎兒復蘇情況及其他產科情況決定。復蘇情況好，有陰道試產條件，則予陰道分娩，宮口開全或近開全者，胎先露部已達坐骨棘平面以下3cm者，陰道助產盡快結束第二產程。若產程進展緩慢，胎心轉歸后再次出現胎心率異常者行急診剖宮產。本組結果見表1。
2.2.2新生兒Apgar評分見表2。
2.2.3分娩時羊水性狀觀察胎兒娩出時羊水性狀，治療組羊水清者56例，占58.33%，羊水Ⅰ度渾濁10例，占10.41%，羊水Ⅱ度混濁20例，占20.83%，羊水Ⅲ度混濁10例，占10.41%。對照組相應為33例，占36.66%，20例，占22.22%，33例，占36.66%，4例，占4.44%。治療組羊水性狀較對照組好。
3討論
胎兒宮內窘迫是因胎兒在子宮內有缺氧征象及危及其健康和生命的綜合癥狀，其主要的病理是缺氧后出現二氧化碳積蓄、無氧糖酵解引起酸性產物堆積，從而導致混合性酸中毒，缺氧繼續發展則危及其健康和生命。故胎兒宮內窘迫時應迅速而有效的進行宮內復蘇，因為其效果直接影響著分娩方式，新生兒Apgar評分，圍生兒死亡率及兒童期神經系統的發育等。因此，對胎兒宮內窘迫的處理是產科非常重視的問題。
要改善胎兒供氧供血，糾正酸中毒，目前，唯一可行的途徑是糾正母親酸中毒，增加母體氧供給。臨床一般采用的方法是鼻導管吸氧，靜脈滴注碳酸氫鈉，靜脈推注50%葡萄糖加維生素C。葡萄糖能迅速增加胎兒組織的糖儲備量，提高對缺氧的耐受性，維生素C缺乏則易引起毛細血管滲透性及脆性增加。故胎兒窘迫時使用維生素C可降低毛細血管滲透性及脆性。靜脈滴注碳酸氫鈉，提高母體HCO3濃度梯度而增加擴散，以達到中和胎兒酸堿物質，減輕酸中毒的目的。但是，碳酸氫鈉只能治標，不能根本解決胎兒缺氧問題，只要缺氧情況存在，酸性產物就會不斷產生。通常臨床采用的鼻導管吸氧雖然對母血氧供給可能產生影響，但由于肺循環中母動脈血已處于氧飽和狀態，其作用效果是極其有限的。采用天成藥業公司生產的新型給氧劑-過氧化碳酰胺經靜脈進入血液后分解出過氧化氫，與血液中的過氧化氫酶接觸釋放活性極強的生態氧離子，并與血紅蛋白結合成氧合血紅蛋白，使母血氧濃度提高，氧分壓上升。胎兒通過胎盤攝取較多的氧氣，從而改善胎兒缺氧的狀態，中斷了胎兒體內的無氧糖酵解，阻止了酸性產物的產生，避免新生兒窒息。
使用過氧化碳酰胺后胎心率恢復快，療效顯著，持續時間可達4h以上，為陰道產爭取了時間，有助于降低剖宮產率，且為手術搶救胎兒爭取了時間。由于胎兒缺氧時間短，產后新生兒窒息率也較低，羊水、胎糞吸入綜合癥發生率較低，且新生兒復蘇成功率較未用過高氧液者高。
