Briggs-Rauscher-reaktio, joka tunnetaan myös nimellä ”värähtelykello”, on yksi yleisimmistä kemiallisen oskillaattorireaktion osoituksista. Reaktio alkaa, kun kolme väritöntä liuosta sekoitetaan keskenään. Tuloksena olevan seoksen väri tulee värähtelemään välillä kirkas, keltainen ja syvän sininen noin 3-5 minuutin ajan. Liuos loppuu sini-mustana seoksena.
Ratkaisu A
Lisää 43 g kaliumjodaattia (KIO3) noin 800 ml: aan tislattua vettä. Sekoita 4,5 ml rikkihappo (H2NIIN4). Jatka sekoittamista, kunnes kaliumjodaatti on liuennut. Laimenna 1 litraan.
Ratkaisu B
Lisää 15,6 g malonihappoa (HOOCCH2COOH) ja 3,4 g mangaanisulfaattimonohydraattia (MnSO4. H2O) - noin 800 ml: aan tislattua vettä. Lisää 4 g vitex-tärkkelystä. Sekoita kunnes se on liuennut. Laimenna 1 litraan.
Liuos C
Laimenna 400 ml 30% vetyperoksidia (H2O2) 1 litraan.
tarvikkeet
- 300 ml kutakin liuosta
- 1 L dekantterilasi
- sekoituslevy
- magneettinen sekoituspalkki
menettely
- Aseta sekoituspalkki suureen dekantterilasiin.
- Kaada 300 ml kutakin liuosta A ja B dekantterilasiin.
- Käännä sekoituslevy päälle. Säädä nopeus, jotta saadaan suuri pyörre.
- Lisää 300 ml liuosta C dekantterilasiin. Lisää liuos C sekoittamalla liuokset A + B. Muuten esittely ei toimi. Nauttia!
Huomautuksia
Tämä esittely kehittää jodia. pitää päällä suojalasit ja hansikkaat ja suorita esittely hyvin ilmastoidussa huoneessa, mieluiten tuuletinkotelon alla. Ole varovainen kun valmistelemalla ratkaisuja, koska kemikaalit sisältävät voimakkaita ärsyttäjiä ja hapettimet.
Siivota
Neutraloi jodi pelkistämällä se jodidiksi. Lisää ~ 10 g natriumtiosulfaattia seokseen. Sekoita, kunnes seos muuttuu värittömäksi. Jodin ja tiosulfaatin välinen reaktio on eksoterminen ja seos voi olla kuuma. Kun se on jäähtynyt, neutraloitu seos voidaan pestä viemäriin vedellä.
Briggs-Rauscher-reaktio
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 +202 + 3 H2O
Tämä reaktio voidaan jakaa kahteen osaan komponenttireaktiot:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Tämä reaktio voi tapahtua radikaalin prosessin avulla, joka käynnistyy, kun minä- pitoisuus on alhainen, tai epäradikaalisella menetelmällä, kun I- pitoisuus on korkea. Molemmat prosessit pelkistävät jodaatin hypoodiseksi hapoksi. Radikaali prosessi muodostaa hypojodista happoa paljon nopeammin kuin epäradikaattinen prosessi.
Ensimmäisen komponenttireaktion HOI-tuote on reagenssi toisessa komponenttireaktiossa:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Tämä reaktio koostuu myös kahdesta komponenttireaktiosta:
minä- + HOI + H+ -> minä2 + H2O
minä2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + Minä-
Keltainen väri johtuu I: n tuotannosta2. Minä2 muodostaa johtuen HOI: n nopeasta tuotannosta radikaalin prosessin aikana. Kun radikaali prosessi tapahtuu, HOI luodaan nopeammin kuin se voidaan kuluttaa. Osa HOI: sta käytetään, kun taas ylimäärä vähennetään 20% vetyperoksidi minä-. Kasvava minä- pitoisuus saavuttaa pisteen, jossa epäradikaalinen prosessi valtaa. Epäradikaalinen prosessi ei kuitenkaan tuota HOI: ta lähes yhtä nopeasti kuin radikaali prosessi, joten meripihkan väri alkaa kirkastua2 kulutetaan nopeammin kuin se voidaan luoda. Lopulta minä- konsentraatio putoaa riittävän alhaiseksi radikaalin prosessin käynnistymiseksi uudelleen, jotta sykli voi toistua.
Syvän sininen väri on tuloksen I: stä- ja minä2 sitoutuminen liuoksessa olevaan tärkkelykseen.
Lähde
B. Z. Shakhashiri, 1985, Kemialliset esittelyt: käsikirja kemian opettajille, voi. 2, s. 248-256.