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[求助]
振蕩反應(yīng)
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| 請(qǐng)問(wèn)有誰(shuí)了解振蕩反應(yīng),要滿足什么樣的條件才可以發(fā)生振蕩反應(yīng)？一般反應(yīng)可持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間？ |
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hblgczy
至尊木蟲 (文壇精英)
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【答案】應(yīng)助回帖
sunnian(金幣+2, 博學(xué)EPI+1): 謝謝 2011-09-09 09:44:34
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化學(xué)震蕩反應(yīng) 所謂振蕩反應(yīng)（也稱搖擺反應(yīng)），是指一些自催化反應(yīng)有可能使反應(yīng)體系中某些物質(zhì)的濃度隨時(shí)間或空間發(fā)生周期性的變化，即發(fā)生化學(xué)振蕩。若維持化學(xué)振蕩的進(jìn)行，必須不斷補(bǔ)充反應(yīng)物，否則的話，反應(yīng)的振蕩即將停止。振蕩現(xiàn)象的發(fā)生必須滿足以下條件：（a）反應(yīng)必須是敞開體系且遠(yuǎn)離平衡態(tài)；（b）反應(yīng)歷程中應(yīng)包含自催化的步驟；（c）體系必須能有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)存在，即具有雙穩(wěn)定性。在生物化學(xué)中也存在振蕩現(xiàn)象，如動(dòng)物心臟的有節(jié)律的跳動(dòng)，在新陳代謝過(guò)程中占重要地位的糖酵解反應(yīng)中，許多中間化合物和酶的濃度也是隨時(shí)間而周期性的變化。所謂生物鐘也是一種振蕩現(xiàn)象，實(shí)際上生態(tài)平衡離不開振蕩現(xiàn)象。 一般的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度單調(diào)地發(fā)生變化，最終達(dá)到不隨時(shí)間變化的平衡狀態(tài)。然而在某些反應(yīng)體系中，有些組分的濃度會(huì)忽高忽低，呈現(xiàn)周期性變化，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)震蕩。例如H2O2-HIO3-Mn2+—CH2(COOH)2(丙二酸)反應(yīng)體系即為一例。這個(gè)反應(yīng)是1960年初期被發(fā)現(xiàn)的“別羅索夫－柴波廷斯基”反應(yīng)，簡(jiǎn)稱B－Z反應(yīng)。相似的反應(yīng)模式還有俄岡器、布魯塞爾器，但要更復(fù)雜些，這些反應(yīng)被稱為“化學(xué)鐘”。 先配制[I]、[II]、[III]三種溶液： [I]——400mL 30％H2O2溶液加水稀釋至1L； [II]——(42.8gKIO3 + 40mL 2mol•L-1H2SO4)加水稀釋至1L； [III]——(15.6g丙二酸 + 3.38gMnSO4•H2O + 0.3g淀粉)加水稀釋至1L。 把[I]、[II]、[III]溶液在攪拌下等體積混合，溶液顏色呈現(xiàn)“無(wú)色→藍(lán)黑色→無(wú)色→藍(lán)黑色→……”的周期性變化，亦即反應(yīng)體系在兩種情況之間震蕩。如果能不斷加入反應(yīng)物和不斷排出產(chǎn)物（即保持體系遠(yuǎn)離平衡態(tài)），其震蕩將持續(xù)下去，反之震蕩周期將逐漸變長(zhǎng)，直至溶液維持藍(lán)黑色。此化學(xué)震蕩的主要反應(yīng)為： 5H2O2 + 2HIO3 I2 + 5O2↑+ 6H2O I2的形成積集到一定濃度會(huì)使淀粉變藍(lán)，而過(guò)量的H2O2又會(huì)氧化I2： 5H2O2 + I2 —→ 2HIO3 + 4H2O 使淀粉溶液褪色。HIO3的形成積集到一定濃度又引發(fā)與H2O2新一輪反應(yīng)的發(fā)生。所以凈反應(yīng)為： 2H2O2 —→ O2↑+ 2H2O 其間丙二酸的作用是可與I2反應(yīng)產(chǎn)生少量I—： I2 + CH2(COOH)2 —→ ICH(COOH)2 + H+ + I- I2 + ICH(COOH)2 —→ I2C(COOH)2 + H+ + I- I—對(duì)H2O2與HIO3的反應(yīng)有阻化作用，過(guò)量的I—?jiǎng)t被IO3—氧化： 5I- + IO3- + 6H+ —→ 3I2 + 3H2O 另外，一些振蕩反應(yīng)還在反應(yīng)容器中不同部位出現(xiàn)溶液濃度不均勻的空間有序結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出同心圓形或旋轉(zhuǎn)螺旋狀的卷曲花紋波。無(wú)序怎么會(huì)自發(fā)走向有序？1969年比利時(shí)化學(xué)家Prigogine經(jīng)過(guò)近20年的研究，提出了耗散結(jié)構(gòu)理論，全面、深入地揭示了化學(xué)震蕩現(xiàn)象的本質(zhì)。 四、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng) 搖擺反應(yīng)中使用量筒移取三個(gè)溶液時(shí)，盡量使體積相同，并同時(shí)加入，否則將導(dǎo)致部分現(xiàn)象不明顯或變化太快。 |
2樓2011-09-09 09:00:13
3樓2011-09-09 09:47:02
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【答案】應(yīng)助回帖
sunnian(金幣+2): 2011-09-13 11:32:30
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看看這個(gè)，可能對(duì)你有幫助https://wenku.baidu.com/view/6db7908271fe910ef12df8e5.html |
4樓2011-09-09 09:51:15
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