化學實驗室實驗：過氧化氫分解焓的測定（Determination of the Decomposition Enthalpy of Hydrogen Peroxide）〔I〕
國立彰化師範大學化學系碩士生陳少軍和陳永祥 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
學生講義之一（Student Handout I）
化學示範
老師示範「阿拉丁神燈」，學生觀察變化的現象，老師與學生互動討論變化現象的化學原理。
實驗介紹
本實驗的目的是利用自制的熱卡計（calorimeter）來測定過氧化氫分解成為液態水和氧氣的分解焓。
熱化學（Thermochemistry）是研究能量和熱量與化學反應和/或物理變化的科學。一個反應可能釋放或吸收能量，相的變化亦同，如熔化和沸騰。熱化學聚焦在能量的變化，特別是對系統與其周遭環境的能量交換。化學反應的能量變化包括酸鹼中和熱、燃燒熱、形成熱、分解熱和各式各樣的反應熱。若以特定的1莫耳反應物或產物的能量變化，則熱化學上以焓（enthalpy）表示，如酸鹼反應生成1莫耳的水所放出的熱，稱為酸鹼中和焓，1莫耳的過氧化氫分解成為液態水和氧氣所放出的熱，稱為過氧化氫的分解焓。
熱卡計是一種用於測量化學反應或物理變化的熱量變化之裝置，是一個很好的絕熱裝置，可以有效地避免反應跟它的周遭環境的熱交換。當反應在熱卡計中以熱釋放 時，熱卡計內的內容物之溫度也會改變，此溫度的變化是可以被測量的，而且與反應的熱量變化有關。在實驗室內，使用的簡單熱卡計並非完全的絕熱裝置，因此， 反應的熱量變化也會被熱卡計吸收或放出。
熱卡計必須測定其熱容量（heat capacity）來校正。亦即，藉由熱卡計上升或下降攝氏1度所吸收或放出的熱量來校正。本實驗利用熱水和室溫水來測定熱卡計的熱容量。
由於沒有任何一個熱卡計不會洩漏熱量，因此在觀察溫度的變化過程中，某些熱損失到外界是可能的。圖一顯示在一個放熱反應的過程中，利用熱卡計得到的溫度與時間之關係圖，設在反應物混合之時間為tm。在反應之前（tm之前），溫度保持恆定，藉由趨勢線可正推到開始混合或開始反應時（tm之時）的溫度（Ti）。在反應之後（tm之後），由於混合或反應後放出熱量，溫度急遽的上升。然後，由於熱卡計的熱損失，溫度開始下降。當溫度達到平衡時，熱損失逐漸穩定，溫度的下降呈現線性。藉由此線性，可以倒推到tm的時間點而得到最大值的溫度（Tf），進而推知反應發生平衡的瞬間溫度。圖一的趨勢線倒推而得到瞬間溫度為39.9 ℃。一旦Ti和Tf兩溫度由趨勢線推知，混合或反應的前後溫度差就可以得知，因此測定熱卡計的熱容量是可能的。
圖一 從溫度與時間的趨勢線倒推而得知Tf值
表一-B 室溫水的時間與溫度之數據
