Кратко и по сути.
Наблюдаемая реакция: при добавлении иодида калия к перекиси водорода наблюдается бурное выделение газа и нагрев из‑за каталитического разложения перекиси:
$$2H_2{O}_2\to 2H_{2}O+O_2\uparrow .$$
Роль катализатора:
- Иодид ($I^{-}$) не расходуется в сумме реакции, он снижает энергию активации и даёт альтернативный путь через промежуточные соединения. Простейшая двуминутная схема:
$$H_2{O}_2+I^{-}\to H_{2}O+I{O}^{-},$$ $$H_2{O}_2+I{O}^{-}\to I^{-}+H_{2}O+O_2.$$ - В результате скорость разложения возрастает (концентрация $I^{-}$ контролирует скорость), так как катализатор снижает $E_a$ в уравнении Аррениуса
$$k=A{e}^{-E_a/(RT)}.$$
Энергетика реакции:
- Реакция экзотермична ($\Delta H<0$), поэтому при быстром разложении выделяется тепло — повышение температуры усиливает скорость реакции (положительная температурная зависимость константы $k$).
- Быстрое выделение $O_2$ даёт пузыри/пену и при замкнутом объёме — рост давления; в присутствии органики высокая скорость может вызвать возгорание/брызги горячего раствора.
Меры безопасности и управление скоростью реакции (кратко, практично):
- Используйте разбавленные растворы и малые объёмы (например, концентрации гораздо ниже промышленных; при демонстрациях обычно $\le 6\%$ $H_2{O}_2$).
- Добавляйте катализатор по каплям или с помощью дозирующего насоса, а не сразу всю порцию; меньшая скорость подачи = меньший пик выделения тепла и газа.
- Охлаждение (ледяная баня) для отвода тепла; мешать для равномерного распределения тепла.
- Работа в вытяжном шкафу или над лотком; не применять в закрытых сосудах (опасность взрыва).
- Личные средства защиты: очки, перчатки, лабораторный халат; защита от брызг.
- Контроль и аварийное подавление: иметь под рукой реагент для нейтрализации остаточной перекиси (например, тиосульфат натрия $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2{\mathrm{S}}_2{\mathrm{O}}_3$ или сульфит $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$), огнетушитель, аптечку и средство для промывания глаз.
- Хранение и утилизация: не смешивать остатки с легкоокисляемыми органическими веществами; утилизировать как окисляющий химреагент по правилам ЛРХ.
- При необходимости уменьшить скорость реакции: снизить температуру, уменьшить концентрацию $H_2{O}_2$ или концентрацию катализатора.
Коротко: иодид ускоряет разложение, снижая энергию активации и образуя обратимо промежуточные иодные формы; реакция экзотермична и выделяет $O_2$, поэтому управление скоростью достигается дозированием катализатора, разведением, охлаждением и соблюдением ПБ.