2017年9月17日 星期日

化學_氧氣是助燃物

國中理化有個實驗(註1),雙氧水(H2O2)加二氧化錳(MnO2),產生氧氣。
化學反應式為:
   MnO2
2H2O2──→2H2O+O2 (+熱)
二氧化錳於此扮演「催化劑」。維基的催化劑定義(註2)是這麼寫的:
催化劑又稱觸媒,是能透過提供另一活化能較低的反應途徑而加快化學反應速率,
本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前後保持不變的物質。

對上述反應式而言,
縱然沒加二氧化錳,雙氧水本來就會產生氧,二氧化錳是加快它。
而整個過程二氧化錳依舊二氧化錳,質與量沒變。
這實驗是「催化劑」的經典案例,
以至於「催化劑」一被提到,我就直接想到二氧化錳。


昨天有人問我:「氧氣是催化劑嗎?」
我腦中立即浮現「二氧化錳」,正當開始思考時,他改口說:
「不不,氧氣是助燃,氫氣是可燃嗎?」
我依舊在回憶:「二氧化錳是催化劑,那反應的物質是雙氧水跟什麼?」
因為離國中太久了,我把反應式當成
     MnO2
2H2O2+??──→O2 +??
實在想不起來,又遭問另外一題:氧是可燃還是助燃。於是,我又說錯了。
幸虧有人糾正:「氧氣是助燃,氫氣是可燃。(註3)
而後來,我始終沒喚回記憶,查網路才曉得雙氧水產生氧的反應式。

至於「氫是可燃」,要根據「燃燒的定義」解答,定義同樣來自維基:
燃燒是物體快速氧化,產生光和熱的過程。 燃燒的本質是氧化還原反應
廣義燃燒不一定要有氧氣參加,任何發光、發熱、劇烈的氧化還原反應,都可以叫燃燒。

這裡僅氫可以氧化還原(氧不能氧化),是故,氫為可燃。
而這就是標準的用基礎定義、概念解題。
所以,若是記清楚「什麼是燃燒」,便不須刻意記憶哪些物質是可燃或助燃。
此即我會答錯的癥結所在。


李笑來先生說:「概念是一切知識的基石(註4)」
所謂的基石,不單是基礎,也可視成最小單位。
學問便是由一個個概念所架構的萬丈高樓。
愛因斯坦曾說:「我想知道上帝的構思,其他的都只是細節(註5)。」
我想這個構思,亦可以理解成構建世界的種種定義、或觀念、或概念吧。



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註1:實驗室製氧的方法

註2:維基百科:催化劑

註3:維基百科:燃燒

註4:概念是一切知識的基石

註5:維基語錄:阿爾伯特·愛因斯坦
原文:I want to know God's thoughts; the rest are details.
翻譯:我想知道上帝的構思;其他的都只是細節。
另一種翻譯法
“我想知道上帝是如何設計這個世界的。
對這個或那個現象、這個或那個元素的譜我不感興趣。
我想知道的是他的思想,其他的都只是細節問題。”

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