Belouszov- Zsabotyinszkij reakciót

Reakció Belouszov- Zhabotinskii - áramlik a oszcillációs módban, a katalitikus oxidációja különböző redukáló NVrO3 brómsav. Ebben az esetben a rezgések megfigyelt koncentrációja oxidált és redukált formája, a katalizátort és néhány intermedier. A reakciót savas közegben, egy vizes oldatban; katalizátorként alkalmazott fémionokat változó oxidációs állapotban, például a cérium vagy mangán. A szerepe redukálószerek maionsav, acetil-aceton, stb

• vas-szulfát-heptahidrátot (II) FeSO4 # X2219; 7H2 O (kristályos)
• cérium-nitrát-hexahidrátot (III) Ce (NO3) 3 # X2219; 6H2 O (kristályos)
• KBr vizes kálium-bromid-oldatot (2 mol / l, vagy 12 g-ját 50 ml)
• kálium-bromát KBrO3 (kristályos), és telített kálium-bromát-oldatot (körülbelül 10 g 100 ml vízben)
• kénsavat H2 SO4 töményítettük, és meghígítottuk (1: 3 térfogatarányú).
• vizes malonsav-CH2 (COOH) 2 (5 mol / l vagy 52 g 100 ml)
• o-fenantrolin (phen) C12 H8 N2
• citromsav, CH (OH) (CH 2 COOH) 2
• cérium-szulfát-oktahidrát (III) Ce 2 (SO 4) 3 # X2219; 8H2 O
• desztillált vízzel.

Ábra. 1. Reagensek és eszközök a kísérlet

Projektor, az üveglap 30 # 0215; 30 cm-es Petri-csészébe, mérőlombikba 100 ml Erlenmeyer lombikban 250 ml őrölt-dugóval, hat pipetták, büretták, üvegbot, a mosó, szűrőpapír.

1 kiviteli alak szakértelem (Zhabotinskii kiviteli alak)

Annak igazolására, a kísérletben két oldatának előállítása - A és B.

A - ferroin oldatot (vas-komplex (II)) o-fenantrolin (fen).

Mérőlombikba 100 ml bevezetni 0,70 g vas-szulfát-heptahidrátot (II) és 1,49 g o-fenantrolin oldat térfogatát hozzuk a jelig vízzel, és keverjük össze. Az oldatot kell egy vörös színű képződése miatt fenantrolin komplex összetétele [Fe (fen) 3] 2+:

Fe 2+ + 3phen = [Fe (fen) 3] 2+.

lehet előre elkészíteni.

B - BrMA (elő közvetlenül megelőzően a demonstrációs). A Erlenmeyer lombik, csiszolatos-dugóval vezetünk keresztül pipettával 3,3 ml oldatban, kálium-bromid (2 mol / l), 5 ml malonsav-(5 mol / l), és 5 ml tömény kénsavat.

A kapott oldatot titráljuk egy bürettát telített vizes kálium-bromát, keverés után alaposan minden egyes következő része a titrálószer eléréséhez eltűnése a jellemző sötétbarna szín, a bróm a reakció során felszabaduló párhuzamosan fut konmutatsii:

A teljes összeg a kálium-bromát-oldatot fogyasztott titráláshoz, legyen körülbelül 7,5 ml. Az így kapott bróm-malonsav instabil, de néhány alkalommal lehet alacsony hőmérsékleten tároljuk.

A közvetlen demonstrációs kísérletet egy üveglapra helyeztük egy tükör projektor jelentenek egy Petri-csészében, amelybe folyamatosan bevezetik pipettával 10 ml telített, vizes kálium-bromát, 4 ml brómmalonsavval és 1,5 ml ferroin oldatot. Néhány percen belül a piros háttér egy csésze kék területeken; Ez annak köszönhető, hogy a formáció egy másik komplex - [Fe (fen) 3] 3+ redox reakciót a komplex [Fe (fen) 3] 2+ a bromát ionok:

Ez lehet egy Petri-csészében, amellett, hogy a fenti reagensek, néhány kristály cérium-nitrát-hexahidrátot (III); majd bontsa színtartomány megjelenítésére a sárga szín miatt származékok cérium (IV), zöld - miatt a keverési a kék és sárga színek

Amikor fűtött, vibrációs válasz ciklus lerövidül, színek változás következik be gyorsabban.

• A egyenletek reakciókban szokásosan rögzített származékot cérium (IV) a készítmény Ce (OH) 2 2+; pontosabban tükrözi annak összetétele képletű [Ce (H2 O) y (OH) x] (4 - x) +.
• Ahelyett, hogy vas-szulfát-heptahidrátot (II) lehet használni előállítására A oldat Mohr-só - hidratált vas-szulfát (II) - ammónium-készítmény (NH4) 2 Fe (SO4) 2 # X2219; 6H2 O mennyiségben 0,99 g azonos térfogatú vízzel.

2 tapasztalatok variánsa (a variáns Belousov)

A kísérletben, figyelembe 2 g citromsavat (HOOC) C (OH) (CH 2 COOH) 2. 0,16 g cérium-szulfát-oktahidrát (III) Ce 2 (SO 4) 3 # X2219; 8H2 O és 0,2 g kálium-bromát KBrO3. A mintát feloldjuk 2,0 ml kénsav oldatot (1: 3 térfogatarányú). Ezután az oldat térfogatát úgy állítjuk be, hogy 10 ml-re desztillált vízzel.

A közvetlen demonstrációs kísérletet egy üveglapra helyeztük egy tükör projektor jelentenek egy Petri-csészében, amelybe az előkészített keveréket beleöntjük a citromsav sói, cérium és kálium-bromát híg kénsavban. Perceken belül, az oldat színe a csésze változott fehéres fordul világos sárga és vissza.

Az utóbbi reakció növeli a bromid ionok és aceton-dikarbonsav fogyasztják miatt az alacsony felhalmozódásának sebességére reakció (1). Végül, a pillanat kölcsönhatás Br - felszabaduló bróm, színező kondicionáló oldatot. A felszabadult brómot megy képződését Ce IV. Eltűnése után a Ce III és Br2 a reakcióoldatban marad inaktív atsetonpentabromid túladagolják, és a reagálatlan citromsav és bromátion, és a katalizátort Ce IV folyamatot. A reakció teljes fogyasztása az egyik reagenst. Növelése a savasság és a hőmérséklet felgyorsítja a folyamatot ritmust.