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화학 반응식(기본 계수 맞추기)
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과산화수소의 분해 반응 : 네이버 블로그

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과산화수소의 분해 반응 : 네이버 블로그
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과산화수소 분해 반응식

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과산화수소 분해 반응식
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과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)의 촉매 분해 반응

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과산화수소 분해반응 – YouTube

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과산화수소 분해반응 - YouTube
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[과산화수소 분해처리 시스템] : 유니테크-불소처리제,과수처리제,구리처리제

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  • Most searched keywords: Whether you are looking for [과산화수소 분해처리 시스템] : 유니테크-불소처리제,과수처리제,구리처리제 과수는 반응 환경에 따라 산화제 또는 환원제로 작용하기 때문에 반응도 환원제 또는 산화제 존재 … 과산화수소 용액의 촉매적 분해는 산화-환원과정이라고 볼 수 있다. 과산화수소를 함유한 폐수를 활성금속 촉매탑을 통과 시킴으로서 과산화수소를 극저 농도로 제거하는 방법으로, 약품 사용으로 인한 2차 공해를 줄일 수 있고 반영구적이며 최고의 환경친화적 수처리 시스템.  이론적 배경(理論的 背景)폐수 중 과산화수소(이하 과수)의 농도를 저감 시키려면 과수를 분해시키는 조건으로 반응을 진행시켜야 할 것이다. 과수는 분해할 때 다음과 같이 물과 산소로 되며 이때 열을 발생시킨다.H2O2(liq) → H2O(liq) + 1/2 O2(gas)△ H 0 = – 98.2KJ mol -1(1)△ G 0 = – 119.2KJ mol -1그러나, 이러한 분해반응은 촉매제가 없을때는 무시할 만큼 느리나 백금, 은 등 금속촉매 혼합물이나 미량의 알카리 금속염 존재하에서는 매우 빠른 분해속도를 갖는다고 알려져 있다.다른 자료에 의하면 Mo, Fe, Cr, Ni, Cu 등의 염(鹽)도 분해를 촉진하다고 알려져 있다.과수는 반응 환경에 따라 산화제 또는 환원제로 작용하기 때문에 반응도 환원제 또는 산화제 존재하에서 그리고 알카리나 산성용액 어느 경우에도 이루어질 수 있다.① 산성용액에서의 환원제 역할CrO 4- + 2.5H2O2 + 3H + → Cr 2+ + 4H2O + 2.5O2(2)2Ce 4+ + H2O2 → 3Ce 3+ + 2H + + O2(3)② 알카리 용액에서의 산화제 역할    Cu 2+ + H2O2 → Cu 4+ + 2OH -(4)③ 알카리 용액에서의 환원제 역할2[Fe(CN)6] 3- + H2O2 + 2OH – → 2[Fe(CN)6] 4- + 2H2O + O2(5)2Fe + H2O2 + 2OH – → 2Fe 2+ + H2O2 + O2(6)KIO4 + H2O2 → KIO3 + H2O + O2(7)등의 예로부터 알 수 있다. 과수가 환원제 혁할을 할 때는 항상 산소가 유리된다는 것은 주목할만한 것이다.과산화수소 용액의 촉매적 분해는 산화-환원과정이라고 볼 수 있다.즉 대부분의 균일촉매(Homogeneous Catalysts)는 산화-환원 짝으로서 산화제는 H2O2를 환원시킬 수 있거나 H2O2에 의해서 자체는 산화되는 것이다.그러므로, 결과적으로는  -2H+2[Fe-Me] 3+ + H2O2 → 2[Fe-Me] 2+ + O2(8)+2H+2[Fe-Me] 2+ +H2O2 → 2[Fe-Me] + H2O2    (9)(Net. Rx)         H2O2 → 2H2O          + O2    (10)(10)식과 같이 H2O2가 물과 산소로 된다.  원리(原理) COP의 기술적 자료(技術的 資料)촉매의 特性(특성)촉매명 : Ferro – Metal Compound Catalyst평균입경 : 2.0 mm ± 0.4 (ASTM표준체 8 ∼ 12mesh)외관 : Red – Browish or Black Color촉매의 구체적 자료ㆍ 충전밀도(Tapped Density) : 1.18 (g/cc)ㆍ 겉보기 밀도(Apparent Density) : 2.64(g/cc)ㆍ 충전층의 g당 공극부피(Void Vol.) : 0.46(g/cc)    (계산예) Dry Tapped Vol. – True Vol. = Void Vol.(cc/g)COP 설계(設計)의 Flow원수의 수질분석 → 처리수의 수질결정 → COP 촉매량 계산 → COP Vessel 결정COP 용량의 결정(決定)ㆍSV : 2 ∼ 15 ㆍ촉매량 : 시간당 통액량 / SVㆍ통수시간(通水時間) : 1 – 30분, 바람직한 것은 10 – 15분ㆍ통수방식(通水方式) : 상향류(上向流)ㆍ원수의 과수농도범위 : MAX 10,000ppmㆍ촉매 감소율 : 년간 3% 이하사용조건(유입수)ㆍSS : 20mg/ℓ 이하ㆍpH : H2O2의 제거성능은 pH의 의존성이 크기 때문에 통수pH를 10±0.5 의 범위로 설정한다.ㆍ촉매독 : 고분자 폴리머, 분자량 160이상의 유기물, 강산수처리제,불소처리제,과수처리제,오존처리제,중금속처리제,구리처리제
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[과산화수소 분해처리 시스템] : 유니테크-불소처리제,과수처리제,구리처리제
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[논문]중.고등학교 학생들을 위한 과산화수소 분해반응의 정량적인 실험고안

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중고등학교 학생들을 위한 과산화수소 분해반응의 정량적인 실험고안

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[논문]중.고등학교 학생들을 위한 과산화수소 분해반응의 정량적인 실험고안
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과산화수소의 분해 반응

산화와 환원 부분을 가르치면서 단원 시작 전에 아이들에게 해보고 싶은 실험을 찾아서 적어내도록 시간을 준 적이 있었다.

그 때 나온 실험 중 하나, 코끼리 치약 실험.

처음엔 저게 무슨 실험인가 했는데, 잠깐 생각해보니 과산화수소의 촉매 분해 반응을 가리키는 거였다.

과산화수소 30% 용액에 퐁퐁을 함께 넣고 촉매를 넣어주면 분해가 일어나 산소 기체가 발생하는데 그로 인해 거품이 마구 솟아오르는 실험인 것이다.

우리는 이 실험을 ‘꿈틀거리는 거품 뱀 만들기’라고 불렀는데, 흰 거품이 솟아오르는 모습이 마치 치약 같은데 그게 크니까 코끼리가 쓰는 치약이라고 이름을 붙인 모양이다.

원래 이 실험은 촉매 분해, 혹은 반응 속도 실험할 때 주로 하는데, 아이들이 보고 싶다고하니 이 실험을 시범실험으로 준비해보았다.

내 기억으로 이 실험이 우리나라에 소개된 것은 한 20년 전쯤인듯.

신과람이 아직 신과람이라는 이름이 아니라 다른 이름으로 불리고 있었고 한양대, 서강대도 아닌 서울대에서 모임을 하던 시절에 외국의 실험책을 보고 처음으로 해보았던 거였다. ㅎㅎ

그 후로 나는 아마 1년에 한번 이상씩은 이 실험을 한듯.

이 실험은 시각적 효과가 워낙 강렬하기 때문에 여기저기서 많이들 해서 이제는 대부분 아는 실험이 되었을 것이다.

나도 이 실험이 너무 흔해서서 이곳에 올리지도 않았는데, 한번쯤은 정리 삼아 올려보는 것도 나쁘지 않겠다는 생각이 들어 올려본다.

과산화수소는 30%가 넘는 것(눈금실린더 1000mL 기준으로 과산화수소 용액은 50~100mL 정도만 넣으면 됨)을 사용해야하며, 산화력이 강해 피부에 닿으면 따끔거리면서 하얗게 변하므로 피부에 닿지 않도록 라텍스 장갑 등을 껴야한다.

촉매로는 이산화망가니즈(MnO2), 아이오딘화칼륨(KI) 등을 쓰면 되는데, 이왕이면 이쁜 게 좋으니 KI을 촉매(약숟가락으로 깎아서 한스푼 정도)로 사용하였다.

예전에는 색소를 넣어서 컬러풀한 거품을 만들었는데, 이제는 거품의 색이 변하는 걸 보여주고 싶어서 일부러 색을 넣지 않았다.

과산화수소가 분해되면 물과 산소가 발생하는데, 이중에 발생기산소가 일부 만들어져서 탈색되는 것이 보이기 때문이다.

2 H2O2 → 2 H2O + O2

발생한 거품 안에 산소가 들어있음을 확인하는 방법은 향의 불씨를 넣어보는 것.

이번에 시범 실험하면서 새롭게 알게 된 것은 거품이 멈춘 뒤 시간이 좀 지나면 산소가 빠져나가면서 향의 불씨가 불꽃으로 잘 살아나지 않는다는 사실.

이 반에서는 멈춘 지 얼마 안되어서 불씨가 확 살아나 실험이 잘 되었는데, 다른 두 반에서는 불씨가 꺼져버리는 일이 생겨서 여러 번 시도해야했다.

늘 하던 실험도 매년 뭔가 조금씩 달라지는 부분이 있다. 화학 실험은 늘 그런듯. ㅎㅎ

ps 1: 설거지를 할 때 장갑을 끼고 하는 것이 좋다. 거품 속의 아이오딘화 이온이 피부에 닿으면 요오드팅크 약 발랐을 때 처럼 노랗게 변한다.

ps 2: 촉매의 양에 따라 거품이 솟아오르는 속도가 달라진다. 많이 넣으면 엄청 빠르게 나오고 빨리 꿑나며, 적게 넣으면 천천히 오래 오래 나온다. 어느 편이 시각적 효과가 좋을지 판단해서 적절한 양을 찾는 것이 좋다.

ps 3: 소독약으로 쓰이는 과산화수소는 약 3%라서 이 실험에는 적합하지 않다.

ps 4: 이 반응은 상당히 발열량이 큰 발열 반응이어서 반응 중에 실린더를 만져보면 뜨끈뜨끈하다.

과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)의 촉매 분해 반응

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과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)의 촉매 분해 반응

hydrogen peroxide catalyst decomposition

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무촉매 반응. 느린 반응(산성 용액에서, in an acidic solution).

NaBr(s) 촉매를 첨가하면, 빠른 반응.

촉매는 반응 중에 잠시 Br2로 변신(?)할 뿐, 소모되지는 않습니다.

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3945 ]

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The oxidation of iodide by hydrogen peroxide

2KI(aq) + H2O2(aq) + 2HCl(aq) → I2(s) + 2H2O(l) + 2KCl(aq)

2KI + H2O2 + 2HCl → I2 + 2H2O + 2KCl

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6194 )

[참고] 시판중인 과산화수소수(35 wt. % hydrogen peroxide solution) 시약에는 H2O2의 분해를 방해하기 위한 acetanilide(reaction inhibitor)가 소량 포함되어 있습니다.

Added acetanilide slows the decomposition of drug-store hydrogen peroxide solution, inhibiting the reaction 2H2O2 → 2H2O + O2, which is catalyzed by heat, light, and impurities.

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/5497 ] 촉매란?

[키워드] KI + H2O2, H2O2 + KI, H2O2 분해 촉매, 과산화수소 분해 촉매

[구글 리포트] 2020년 10월 인기 상승 페이지

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[논문]중.고등학교 학생들을 위한 과산화수소 분해반응의 정량적인 실험고안

초록

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이 연구에서는 잘 알려진 “Elephant ‘s Toothpaste” 데모에 대한 새로운 양적 연구가 제안 되었습니다. 소간에 의한 H2O2의 촉매 분해는 제어 된 방식으로 거품을 생성하기 위해 사용됩니다. 발포체가 종래의 200 mL 측정 실린더에서 공지된 부피에 도달하는 시간을 기록 하였습니다. 주어진 범위 내에서 거품 생성과 농도 사이에는 직접적인 상관관계가 관찰되었습니다. 상관관계 플롯을 얻은 후 미지 용액 “A”와 “B”의 농도를 그로부터 추정했습니다. 이 간단하고 효과적인 실험실 활동은 과학 문헌에 보고된 정량적 접근법과…

이 연구에서는 잘 알려진 “Elephant ‘s Toothpaste” 데모에 대한 새로운 양적 연구가 제안 되었습니다. 소간에 의한 H2O2의 촉매 분해는 제어 된 방식으로 거품을 생성하기 위해 사용됩니다. 발포체가 종래의 200 mL 측정 실린더에서 공지된 부피에 도달하는 시간을 기록 하였습니다. 주어진 범위 내에서 거품 생성과 농도 사이에는 직접적인 상관관계가 관찰되었습니다. 상관관계 플롯을 얻은 후 미지 용액 “A”와 “B”의 농도를 그로부터 추정했습니다. 이 간단하고 효과적인 실험실 활동은 과학 문헌에 보고된 정량적 접근법과 적정법의 결과를 비교 분석하기 위한 학습 활동으로 제안됩니다.

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