PPT《化学振荡反应》

化学振荡反应 ――The Oscillating Reaction 目的要求实验原理实验方法 实验步骤数据处理思考题 了解、熟悉化学振荡反应的机理 通过测定电位-时间曲线求得化学振荡反应的表观活化能 目的要求 实验原理 某些化学反应体系中,会出现非平衡非线性现象,即有些组分的浓度会呈现周期性变化,该现象称为化学振荡化学振荡现象的发生必须满足三个条件:(1)必须是远离平衡的敞开体系(2)反应历程中应含有自催化步骤(3)体系必须具有双稳态性(bistability),即可在两个稳态间来回振荡 本实验研究的振荡反应为2BrO3- + 3CH2(COOH)2 + 2H+ ? 2BrCH(COOH)2 + 3CO2 + 4H2O,该反应可采用包含9步反应的FKN机理进行解释.

为了方便理解,可进一步简化为如下3步(1)BrO3- + 2Br- + 3CH2(COOH)2 + 3H+ → 3BrCH(COOH)2 + 3H2O(2)BrO3- + 4Ce3+ + 5H+ → HOBr + 4Ce4+ + 2H2O(3)BrCH(COOH)2 + 4Ce4+ + HOBr + H2O → 2Br- + 3CO2 + 4Ce3+ + 6H+将上面3个反应式相加就组成了反应系统中的一个振荡周期.溴离子不仅是催化剂,而且反应体系中存在两个受溴离子浓度控制的过程,即[Br-]起着转向开关的作用 实验方法 本实验在CHI821型电化学分析仪上采用电化学方法测定研究BZ化学振荡反应,即在不同的温度下通过测定因[Ce4+]和[Ce3+]之比产生的电势随时间变化曲线,从曲线中得到诱导时间(tu)和振荡周期(tz) 实验步骤 配制溶液清洗反应容器开启水浴,设定温度预热电化学分析仪加反应溶液,连接电路设置电化学分析仪参数恒温后,倒入KBO3溶液,记录振荡曲线保存数据 数据处理 分别从各条曲线中找出诱导时间(tu)和振荡周期(tz),并列表根据计算结果分别作ln(1/tu) ~1/T和ln(1/tz) ~1/T图根据图中直线的斜率分别求出诱导表观活化能(Eu)和振荡表观活化能(Ez) 思考题 影响诱导期、周期及振荡寿命的主要因素有哪些? 为什么在实验过程中应尽量使搅拌子的位置和转速保持一致?实验中可观察到怎样的颜色变化?实验中所研究的BZ振荡反应会否一直振荡下去而不停止? FKN机理是否是严格意义上的反应机理?