Briggso-Rauscherio reakcija, dar vadinama „svyruojančiu laikrodžiu“, yra vienas iš labiausiai paplitusių cheminės osciliatoriaus reakcijos pavyzdžių. Reakcija prasideda, kai sumaišomi trys bespalviai tirpalai. Gauto mišinio spalva bus svyruoti tarp skaidraus, gintaro ir giliai mėlynos spalvos maždaug 3–5 minutes. Tirpalas gaunamas kaip mėlynai juodos spalvos mišinys.
A sprendimas
Įpilkite 43 g kalio jodato (KIO3) iki ~ 800 ml distiliuoto vandens. Išmaišykite 4,5 ml sieros rūgšties (H2Taigi4). Toliau maišykite, kol kalio jodas ištirps. Praskieskite iki 1 l.
B sprendimas
Įpilkite 15,6 g malono rūgšties (HOOCCH2COOH) ir 3,4 g mangano sulfato monohidrato (MnSO4. H2O) iki ~ 800 ml distiliuoto vandens. Įpilkite 4 g vitex krakmolo. Maišykite, kol ištirps. Praskieskite iki 1 l.
C sprendimas
Praskieskite 400 ml 30% vandenilio peroksido (H2O2) iki 1 L.
Medžiagos
- 300 ml kiekvieno tirpalo
- 1 L stiklinė
- maišant plokštelę
- magnetinė maišymo juosta
Procedūra
- Maišymo strypą įdėkite į didelę stiklinę.
- Į laboratorinę stiklinę supilkite 300 ml kiekvieno A ir B tirpalo.
- Įjunkite maišymo plokštelę. Norėdami sukurti didelį sūkurį, sureguliuokite greitį.
- Į laboratorinę stiklinę įpilkite 300 ml C tirpalo. Sumaišę tirpalus A + B, būtinai pridėkite tirpalo C, kitaip demonstracija neveiks. Mėgautis!
Pastabos
Šis demonstravimas išskiria jodą. Nešioti apsauginiai akiniai pirštines ir demonstraciją atlikite gerai vėdinamoje patalpoje, geriausia po ventiliacijos gaubtu. Būkite atsargūs, kai ruošiant sprendimus, nes chemikalai apima stiprius dirginančius ir oksidatoriai.
Išvalyti
Neutralizuokite jodą, redukuodami jį į jodidą. Į mišinį įpilkite ~ 10 g natrio tiosulfato. Maišykite, kol mišinys taps bespalvis. Jodo ir tiosulfato reakcija yra egzoterminė ir mišinys gali būti karštas. Atvėsęs neutralizuotas mišinys gali būti nuplaunamas kanalizacija vandeniu.
Briggs-Rauscher reakcija
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O
Šią reakciją galima suskaidyti į dvi dalis komponentinės reakcijos:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Ši reakcija gali įvykti radikaliu procesu, kuris įjungiamas, kai aš- koncentracija yra maža arba neradikalus procesas, kai- koncentracija yra didelė. Abu procesai jodatą sumažina iki hipoidinės rūgšties. Radikalus procesas sudaro hipoidinę rūgštį daug greičiau nei neradikalinis procesas.
Pirmojo komponento reakcijos HOI produktas yra antrojo komponento reakcijos reagentas:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Ši reakcija taip pat susideda iš dviejų komponentų reakcijų:
Aš- + HOI + H+ -> Aš2 + H2O
Aš2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + Aš-
Gintaro spalva atsiranda gaminant I2. Aš2 formų dėl greito HOI gamybos radikalaus proceso metu. Kai vyksta radikalus procesas, HOI sukuriamas greičiau, nei galima suvartoti. Dalis HOI naudojama, o perteklius sumažinamas vandenilio peroksidas į I-. Didėjantis aš- koncentracija pasiekia tašką, kuriame pereina neradikalusis procesas. Tačiau neradikalus procesas HOI negamina beveik taip greitai, kaip radikalus procesas, todėl gintaro spalva pradeda aiškėti, kai aš2 sunaudojama greičiau, nei galima sukurti. Galų gale aš- koncentracija nukrenta pakankamai mažai, kad radikalus procesas galėtų pradėti iš naujo, kad ciklas galėtų pasikartoti.
Giliai mėlyna spalva yra I rezultatas- ir aš2 jungiasi su tirpale esančiu krakmolu.
Šaltinis
B. Z. Shakhashiri, 1985 m. Cheminės demonstracijos: vadovas chemijos mokytojams, t. 2, p. 248-256.