大象牙膏

大象牙膏（英語：Elephant toothpaste）是一個化學實驗，因實驗中過氧化氫快速分解所產生大量氣泡而得名^[1][2][3]。這個實驗需要的原料較少，而產生的效果卻和火山噴發一樣壯觀，故常用於課堂演示中^[1][2][3]。

實驗過程

實驗過程與現象

首先將濃過氧化氫溶液（一般為30%~35%，俗稱雙氧水）與洗碗精^[4]混合，然後加入催化劑（一般用碘化鉀）來使過氧化氫快速分解。受到催化劑的催化，過氧化氫會快速分解，產生大量的氧氣。這些氧氣會極快地衝出容器，然後被洗碗精包裹住產生氣泡，並聚集成為泡沫噴涌而出。如果事先在催化劑溶液中加入一些色素，產生的泡沫就是彩色的。^[1][3]

化學解釋

這個實驗證明過氧化氫（H₂O₂）可以被催化分解，產物是水與氧氣。過氧化氫在一般情況下也可以分解成水和氧氣，但是反應速度極慢，甚至於觀測不到。在加入催化劑（一般在大象牙膏實驗中為碘化鉀）後會加速反應生成大量氧氣：^[1]

2H₂O₂ → 2H₂O_(l) + O_2(g)

此反應中碘化鉀充當了催化劑：它的總量並沒有減少，且加速了反應的進行^[1][2][3]。碘離子將反應機理改變為：

H2O2	+	I−	→	H2O	+	IO−
H2O2	+	IO−	→	H2O	+	O2	+	I−
2H2O2			→	2H2O(l)	+	O2(g)			ΔrH° = −196 kJ/mol

這個反應是放熱反應，所以產生的氣泡是熱的^[1][2]。另外，使用二氧化錳、氧化銅等也可以作為催化劑加快反應速率，但固體催化劑與液相的接觸面積可能不如液體催化劑大。

其他版本

一種可供孩子嘗試的更安全的版本是，改用危害更小且更易獲取的稀過氧化氫（3%至6%）來反應，並以釀酒酵母粉催化^[2]。這樣做的話，雖然仍會有泡沫產生，但速度更緩慢，泡沫噴出的力度也更小。

若不用過氧化氫，也可以選用氯化鋁飽和溶液與含洗潔精的飽和碳酸氫鈉溶液來反應，這樣產生的泡沫為二氧化碳：^[5]

${\displaystyle Al^{3+}+3HCO_{3}^{-}=Al(OH)_{3}\downarrow +3CO_{2}\uparrow }$

參見

• 過氧化氫
• 碘化鉀