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振盪反應 byWLSC56th化學教學陳狐狸 歷史 • 化學振盪反應最常見的有BZ(Belousov-Zhabotinskii)、 BL(Bray-Liebhafsky)、BR(Briggs-Rauschner)三種。 1950年代蘇聯化學家b.p.Belousov 生物化學家Schnoll曾勸別洛索夫繼續他的研究， 但勸說並不奏效，別洛索夫還是執意宣布從此 淡出科學研究，並將這個反應的原始資料給了 Schnoll手中。1961年，前蘇聯的生物物理學畢 業生Zhabotinsky（扎鮑廷斯基），在Schnoll的 指導下，重新研究了這個反應，並且對這個反 應的機理作了一些初步解釋。 BR反應 • 將B-Z振盪反應中的溴酸根(BrO3 -)換成碘酸 根(IO3 -)，再加入過氧化氫(H2O2)及澱粉(當 指示劑)，則稱為B-R振盪反應（BriggsRauscher反應），呈現琥珀→藍→無色→琥 珀→…… • 準備藥品：過氧化氫（雙氧水）、濃硫酸、 碘酸鉀、澱粉、丙二酸、硫酸錳 • 當反應開始進行時，碘錳錯離子呈現淡的 黃棕色，而雙氧水為氧化劑，可使碘離子 氧化成碘分子，碘分子與澱粉作用而出現 藍色。反應因為濃度的削減與增加，而呈 現來回振盪的現象。 • 黃棕(琥珀)~藍~無色~黃棕~~~ 簡單聊一下 • Ａ－在碘酸根的存在下，丙二酸緩慢消耗溶液中的游離碘分子： I2 + CH2(COOH)2 → ICH(COOH)2 + H+ + IＢ－快速催化反應，將過氧化氫及碘酸根轉化成自由碘分子及 氧分子：IO3 - + 2H2O2 + 2H+ + I- → I2 + 2O2 + 3H2O 一開始碘離子濃度低，碘分子濃度也低，Ａ、Ｂ兩反應同時進 行，分別生成碘離子及碘分子，但Ｂ反應速率快，很快將Ａ反 應生成的碘離子消耗殆盡，並且累積大量碘分子，缺乏碘離子 會使Ｂ反應突然停止，而Ａ反應則持續進行，持續消耗碘分子 生成碘離子，直到碘離子濃度上升、碘分子濃度下降到一定程 度後，Ｂ反應又重新啟動，碘分子濃度又開始上升，碘離子濃 度下降，如此周而復始，直到過氧化氫、碘酸根或丙二酸有一 個完全耗盡為止。其總反應為： IO3 - + 2H2O2 + CH2(COOH)2 + H+ → ICH(COOH)2 + 2O2 + 3H2O 事實上呢~ 1. As soon as the solutions are mixed, iodate ion is reduced by hydrogen peroxide to produce iodous acid (HIO2): HIO3 + H2O2 HIO2 + O2 + H2O 2. The radical process (amber) starts, producing hydroperoxide radicals (HOO·)and, ultimately, hypoiodous acid (HIO): IO3- + HIO2 + H+ 2IO2· + H2O IO2· + Mn+2 + H2O HIO2 + Mn(OH)+2 Mn(OH)+2 + H2O2 Mn+2 + HOO· + H2O 2HOO· O2 + H2O2 2HIO2 IO3- + H+ + HIO 3. The hypoiodous acid follows two different pathways, one of which results in iodine: a. HIO + H2O2 I- + O2 + H+ + H2O b. HIO + I- + H+ I2 + H2O 4. As [I-] increases(Va>Vb), the reaction: c.HIO2 + I- + H+ 2HIO becomes faster The radical process, therefore, stops and the excess of HIO is consumed in the following non-radical reactions (blue): I- + HIO + H+ I2 + H2O I2 + CH2(CO2H)2 ICH(CO2H)2 + H+ + I5. When [I-] is sufficiently low(Vb>Vc), the reactions: IO3- + HIO2 + H+ 2IO2· + H2O IO2· + Mn+2 + H2O HIO2 + Mn(OH)+2 becomes faster and the radical process (amber) starts once again. 只是這仍是簡化版!! 真相是!? 欣賞一下~~ 歡樂的實驗時間到嚕 同學請注意~這是個複雜精細的反應 所以藥劑量 請按照黑板的指示來調配 講解結束~ 謝謝大家~ (被化學式轟炸~~)