Briggs-Rauscher svyruojanti spalvos pasikeitimo reakcija

GIPhotoStock / Getty Images

Briggs-Rauscher reakcija, taip pat žinoma kaip „svyruojantis laikrodis“, yra vienas iš labiausiai paplitusių cheminės osciliatoriaus reakcijos demonstracijų. Reakcija prasideda sumaišius tris bespalvius tirpalus. Gauto mišinio spalva bus svyruoti tarp skaidraus, gintaro ir giliai mėlynos spalvos apie 3–5 minutes. Tirpalas susidaro kaip mėlynai juodas mišinys.

Sprendimas A

Įpilkite 43 g kalio jodato (KIO).₃) iki ~800 ml distiliuoto vandens. Įmaišykite 4,5 ml sieros rūgšties (H_duTAIP₄). Toliau maišykite, kol ištirps kalio jodatas. Praskieskite iki 1 l.

Sprendimas B

Įpilkite 15,6 g malono rūgšties (HOOCCH_duCOOH) ir 3,4 g mangano sulfato monohidrato (MnSO₄. H_duO) į ~800 ml distiliuoto vandens. Įpilkite 4 g vitex krakmolo. Maišykite, kol ištirps. Praskieskite iki 1 l.

Sprendimas C

Praskieskite 400 ml 30% vandenilio peroksido (H_duO_du) iki 1 l.

Medžiagos

• 300 ml kiekvieno tirpalo
• 1 L stiklinė
• maišymo plokštelė
• magnetinė maišymo juosta

Procedūra

1. Įdėkite maišymo juostelę į didelę stiklinę.
2. Į stiklinę supilkite po 300 ml tirpalų A ir B.
3. Įjunkite maišymo lėkštę. Sureguliuokite greitį, kad susidarytų didelis sūkurys.
4. Į stiklinę įpilkite 300 ml tirpalo C. Sumaišę tirpalus A + B būtinai įpilkite C tirpalo, kitaip demonstravimas neveiks. Mėgautis!

Pastabos

Šis demonstravimas vysto jodą. Nešiotiapsauginiai akiniaiir pirštines bei demonstraciją atlikite gerai vėdinamoje patalpoje, geriausia po ventiliacijos gaubtu. Būkite atsargūs, kai ruošiant sprendimus , kadangi cheminės medžiagos apima stiprius dirgiklius ir oksiduojančios medžiagos .

Išvalyti

Neutralizuokite jodą, sumažindami jį iki jodido. Į mišinį įpilkite ~10 g natrio tiosulfato. Maišykite, kol mišinys taps bespalvis. Reakcija tarp jodo ir tiosulfato yra egzoterminė ir mišinys gali būti karštas. Atvėsusį neutralizuotą mišinį galima nuplauti vandeniu į kanalizaciją.

Briggs-Rauscher reakcija

IO₃^-+ 2 H_duO_du+ CH_du(CO_duH)_du+ H⁺-> ICH (CO_duH)_du+ 2 O_du+ 3 H_duO

Šią reakciją galima suskirstyti į dvi dalis komponentų reakcijos :

IO₃^-+ 2 H_duO_du+ H⁺--> GRĮŽIMAS + 2 O_du+ 2 H_duO

Ši reakcija gali atsirasti dėl radikalaus proceso, kuris įsijungia, kai I^-koncentracija yra maža arba dėl neradikalaus proceso, kai I^-koncentracija yra didelė. Abu procesai redukuoja jodą į hipojodinę rūgštį. Radikalaus proceso metu hipojodinė rūgštis susidaro daug greičiau nei neradikalus procesas.

Pirmojo komponento reakcijos HOI produktas yra antrojo komponento reakcijos reagentas:

HOI + TIK_du(CO_duH)_du-> ICH (CO_duH)_du+ H_duO

Ši reakcija taip pat susideda iš dviejų komponentų reakcijų:

aš^-+ ATGAL + H⁺--> aš_du+ H_duO

aš_duCH_du(CO_duH)_du--> aš_du(CO_duH)_du+ H⁺+ aš^-

Gintaro spalva atsirado gaminant I_du. I_dususidaro dėl greito HOI susidarymo radikalaus proceso metu. Vykstant radikaliam procesui, HOI sukuriama greičiau, nei galima sunaudoti. Dalis HOI yra naudojama, o perteklius sumažinamasvandenilio peroksidaspas I^-. Didėjantis I^-koncentracija pasiekia tašką, kuriame ima viršų neradikalus procesas. Tačiau neradikalus procesas nesukuria HOI beveik taip greitai kaip radikalus procesas, todėl gintaro spalva pradeda ryškėti_dusunaudojama greičiau, nei galima sukurti. Galiausiai I^-koncentracija nukrenta pakankamai žemai, kad radikalus procesas prasidėtų iš naujo, kad ciklas galėtų kartotis.

Giliai mėlyna spalva yra I rezultatas^-ir aš_dujungiasi su tirpale esančiu krakmolu

Šaltinis

B. Z. Shakashiri, 1985 m. Cheminės demonstracijos: vadovas chemijos mokytojams, t. 2 , 248-256 p.