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小木蟲論壇-學術科研互動平臺» 網絡生活區(qū)» 有獎問答 » 有獎問答完結子版 » 振蕩反應
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振蕩反應
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| 請問有誰了解振蕩反應,要滿足什么樣的條件才可以發(fā)生振蕩反應？一般反應可持續(xù)多長時間？ |
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3樓2011-09-09 09:47:02
hblgczy
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【答案】應助回帖
sunnian(金幣+2, 博學EPI+1): 謝謝 2011-09-09 09:44:34
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化學震蕩反應 所謂振蕩反應（也稱搖擺反應），是指一些自催化反應有可能使反應體系中某些物質的濃度隨時間或空間發(fā)生周期性的變化，即發(fā)生化學振蕩。若維持化學振蕩的進行，必須不斷補充反應物，否則的話，反應的振蕩即將停止。振蕩現象的發(fā)生必須滿足以下條件：（a）反應必須是敞開體系且遠離平衡態(tài)；（b）反應歷程中應包含自催化的步驟；（c）體系必須能有兩個穩(wěn)態(tài)存在，即具有雙穩(wěn)定性。在生物化學中也存在振蕩現象，如動物心臟的有節(jié)律的跳動，在新陳代謝過程中占重要地位的糖酵解反應中，許多中間化合物和酶的濃度也是隨時間而周期性的變化。所謂生物鐘也是一種振蕩現象，實際上生態(tài)平衡離不開振蕩現象。 一般的化學反應，反應物和產物的濃度單調地發(fā)生變化，最終達到不隨時間變化的平衡狀態(tài)。然而在某些反應體系中，有些組分的濃度會忽高忽低，呈現周期性變化，這種現象稱為化學震蕩。例如H2O2-HIO3-Mn2+—CH2(COOH)2(丙二酸)反應體系即為一例。這個反應是1960年初期被發(fā)現的“別羅索夫－柴波廷斯基”反應，簡稱B－Z反應。相似的反應模式還有俄岡器、布魯塞爾器，但要更復雜些，這些反應被稱為“化學鐘”。 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“無色→藍黑色→無色→藍黑色→……”的周期性變化，亦即反應體系在兩種情況之間震蕩。如果能不斷加入反應物和不斷排出產物（即保持體系遠離平衡態(tài)），其震蕩將持續(xù)下去，反之震蕩周期將逐漸變長，直至溶液維持藍黑色。此化學震蕩的主要反應為： 5H2O2 + 2HIO3 I2 + 5O2↑+ 6H2O I2的形成積集到一定濃度會使淀粉變藍，而過量的H2O2又會氧化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新一輪反應的發(fā)生。所以凈反應為： 2H2O2 —→ O2↑+ 2H2O 其間丙二酸的作用是可與I2反應產生少量I—： I2 + CH2(COOH)2 —→ ICH(COOH)2 + H+ + I- I2 + ICH(COOH)2 —→ I2C(COOH)2 + H+ + I- I—對H2O2與HIO3的反應有阻化作用，過量的I—則被IO3—氧化： 5I- + IO3- + 6H+ —→ 3I2 + 3H2O 另外，一些振蕩反應還在反應容器中不同部位出現溶液濃度不均勻的空間有序結構，展現出同心圓形或旋轉螺旋狀的卷曲花紋波。無序怎么會自發(fā)走向有序？1969年比利時化學家Prigogine經過近20年的研究，提出了耗散結構理論，全面、深入地揭示了化學震蕩現象的本質。 四、實驗操作注意事項 搖擺反應中使用量筒移取三個溶液時，盡量使體積相同，并同時加入，否則將導致部分現象不明顯或變化太快。 |
2樓2011-09-09 09:00:13
hblgczy
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【答案】應助回帖
sunnian(金幣+2): 2011-09-13 11:32:30
4樓2011-09-09 09:51:15
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