Briggs-Rauscherova oscilačná reakcia na zmenu farby

GIPhotoStock / Getty Images

Briggs-Rauscherova reakcia, tiež známa ako „oscilačné hodiny“, je jednou z najbežnejších demonštrácií reakcie chemického oscilátora. Reakcia začína, keď sa zmiešajú tri bezfarebné roztoky. Farba výslednej zmesi bude oscilovať medzi čírou, jantárovou a tmavomodrou asi 3-5 minút. Roztok skončí ako modro-čierna zmes.

Riešenie A

Pridajte 43 g jodičnanu draselného (KIO).₃) do ~800 ml destilovanej vody. Vmiešajte 4,5 ml kyselina sírová (H_dvaSO₄). Pokračujte v miešaní, kým sa jodičnan draselný nerozpustí. Zrieďte na 1 l.

Riešenie B

Pridajte 15,6 g kyseliny malónovej (HOOCCH_dvaCOOH) a 3,4 g monohydrátu síranu manganatého (MnSO₄. H_dvaO) na -800 ml destilovanej vody. Pridajte 4 g škrobu vitex. Miešajte, kým sa nerozpustí. Zrieďte na 1 l.

Riešenie C

Zrieďte 400 ml 30% peroxidu vodíka (H_dvaO_dva) na 1 l.

Materiály

• 300 ml každého roztoku
• 1 l kadička
• miešacia platňa
• magnetické miešadlo

Postup

1. Vložte miešaciu tyčinku do veľkej kadičky.
2. Nalejte 300 ml každého z roztokov A a B do kadičky.
3. Zapnite miešaciu platňu. Upravte rýchlosť tak, aby ste vytvorili veľký vír.
4. Pridajte 300 ml roztoku C do kadičky. Po zmiešaní roztokov A + B nezabudnite pridať roztok C, inak demonštrácia nebude fungovať. Užite si to!

Poznámky

Táto demonštrácia vyvíja jód. Opotrebeniebezpečnostné okuliarea rukavice a predvádzanie vykonajte v dobre vetranej miestnosti, najlepšie pod digestorom. Buďte opatrní, keď príprava roztokov , keďže chemikálie zahŕňajú silné dráždivé látky a oxidačné činidlá .

Vyčistiť

Neutralizujte jód jeho redukciou na jodid. Do zmesi sa pridá ~10 g tiosíranu sodného. Miešajte, kým sa zmes nestane bezfarebnou. Reakcia medzi jódom a tiosíranom je exotermická a zmes môže byť horúca. Po vychladnutí možno neutralizovanú zmes zmyť do odtoku vodou.

Briggs-Rauscherova reakcia

IO₃^-+ 2 H_dvaO_dva+ CH_dva(CO_dvaH)_dva+ H⁺-> ICH (CO_dvaH)_dva+ 20_dva+ 3 H_dvaO

Táto reakcia sa dá rozdeliť na dve časti reakcie komponentov :

IO₃^-+ 2 H_dvaO_dva+ H⁺--> RETURN + 2 O_dva+ 2 H_dvaO

Táto reakcia môže nastať radikálnym procesom, ktorý sa spustí, keď I^-koncentrácia je nízka alebo neradikálovým procesom, keď I^-koncentrácia je vysoká. Oba procesy redukujú jodičnany na jodnú kyselinu. Radikálový proces tvorí jodnú kyselinu oveľa rýchlejšou rýchlosťou ako neradikálový proces.

Produkt HOI reakcie prvej zložky je reaktant v reakcii druhej zložky:

HOI + IBA_dva(CO_dvaH)_dva-> ICH (CO_dvaH)_dva+ H_dvaO

Táto reakcia sa tiež skladá z dvoch zložiek:

ja^-+ SPÄŤ + H⁺--> Ja_dva+ H_dvaO

ja_dvaCH_dva(CO_dvaH)_dva--> Ja_dva(CO_dvaH)_dva+ H⁺+ ja^-

Jantárová farba je výsledkom výroby I_dva. I_dvaformy kvôli rýchlej produkcii HOI počas radikálneho procesu. Keď dôjde k radikálnemu procesu, HOI sa vytvorí rýchlejšie, ako sa dá spotrebovať. Niektoré z HOI sa používajú, zatiaľ čo prebytok sa znižuje operoxid vodíkamne^-. Zvyšujúce sa I^-koncentrácia dosiahne bod, v ktorom prevezme neradikálový proces. Neradikálny proces však neprodukuje HOI ani zďaleka tak rýchlo ako radikálny proces, takže jantárová farba sa začína vyjasňovať._dvasa spotrebuje rýchlejšie, ako sa dá vytvoriť. Nakoniec I^-koncentrácia klesne dostatočne nízko na to, aby sa radikálny proces znovu spustil, takže cyklus sa môže opakovať.

Tmavo modrá farba je výsledkom I^-a ja_dvaväzba na škrob prítomný v roztoku

Zdroj

B. Z. Shakashiri, 1985, Chemické ukážky: Príručka pre učiteľov chémie, roč. 2 248-256.