作业帮无机化学实验“摇摆反应”的实质是什么?反应颜色从无色变琥珀色再变蓝黑色,再变琥珀色再变蓝色,如此反复,这个反应的实质是什么?最后颜色是蓝黑色,为什么不能无限变化呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/07 01:25:28
无机化学实验“摇摆反应”的实质是什么?反应颜色从无色变琥珀色再变蓝黑色,再变琥珀色再变蓝色,如此反复,这个反应的实质是什么?最后颜色是蓝黑色,为什么不能无限变化呢?
无机化学实验“摇摆反应”的实质是什么?
反应颜色从无色变琥珀色再变蓝黑色,再变琥珀色再变蓝色,如此反复,这个反应的实质是什么?最后颜色是蓝黑色,为什么不能无限变化呢?
无机化学实验“摇摆反应”的实质是什么?反应颜色从无色变琥珀色再变蓝黑色,再变琥珀色再变蓝色,如此反复,这个反应的实质是什么?最后颜色是蓝黑色,为什么不能无限变化呢?
摇摆实验一般叫做震荡反应,也叫时钟反应.如果你想知道的话,看看这个
〔实验〕配制三种溶液
A．102.5ml30％的双氧水溶液稀释至250ml
B．10.7gKIO3加10ml 2mol／l的硫酸,稀释至250ml
C．取0.075g淀粉溶于少量热水并加3.9g丙二酸和0.845g硫酸锰稀释至250ml
用三支量筒分别量取A、B、C各50ml,同时加入至洁净的250ml烧杯,用玻璃棒略搅拌后静置.你认为会出现什么样的现象呢?
让我暂停一下,来强调这种现象多么出乎意料.假设我们有两种分子,一种是“琥珀色”,一种是“蓝色”.由于分子的混乱运动,我们可以想象在给定瞬间有较多“琥珀色”位于容器某一区域,过一会儿,有较多“蓝色”聚集等等.这样,我们观察到的溶液呈现“黑或灰色”,有可能偶然而不规则闪现“琥珀色”或“蓝色”.但是,事实并非如此,在这里,系统开始完全无色,然后它突然把颜色改变为琥珀色,然后又改变为无色(相当短暂),迅速又改变为蓝色,溶液的颜色就在琥珀色与蓝色之间振荡,并且所有这些改变都以有规则的时间间隔发生,维持着一个恒定周期自动变化.
这个反应是1960年初期被发现的“别罗索夫－柴波廷斯基”反应,简称B－Z反应.相似的反应模式还有俄冈器、布鲁塞尔器,但要更复杂些,稍后还要提到.这些反应被称为“化学钟”.
在上面的实验里存在着这样的5个反应：
2KIO3＋5H2O2＋H2SO4＝I2＋K2SO4＋6H2O＋5O2↑ (1)
I2＋5H2O2＋K2SO4＝2KIO3＋4H2O＋H2SO4 (2)
I2＋CH2(COOH)2—→CHI(COOH)2＋I－＋H＋ (3)
I2＋CHI(COOH)2—→CI2(COOH)2＋I－＋H＋ (4)
I－＋I2＝I3－ (5)
丙二酸的加入是为了以I3－的形式“贮存”I2,以增大I2的溶解度.这样能延长变色时间周期和循环次数.我曾做过加热实验,在加热情况下,产生的I2很快以碘气的形式挥发使反应中断.显然蓝色是由碘分子与淀粉溶液作用的结果.溴和氯的衍生物是可以代替碘化物的,但“显色剂”不同,这时用试亚铁灵(硫酸亚铁二氮杂菲),在适当的催化剂如铈、锰或试亚铁灵的存在下有机酸(丙二酸)被溴酸盐氧化.5个反应累加结果发现是H2O2—→H2O＋O2↑.如果向反应器中不断加入溴酸盐、丙二酸、双氧水反应物,同时产物通过溢流管不断离开反应器,这样可以使化学钟无限期走下去.
归根结底还是利用氧化剂、还原剂进行反应,所以随着氧化剂、还原剂的消耗殆尽反应终究会停下来.