Реакцията на Бригс-Раушер, известна още като "колебателен часовник", е една от най-честите демонстрации на реакция на химически осцилатор. Реакцията започва, когато се смесват три безцветни разтвора. Цветът на получената смес ще колебая между прозрачно, кехлибарено и наситено синьо за около 3-5 минути. Разтворът завършва като синьо-черна смес.
Решение А
Добавете 43 g калиев йодат (KIO)3) до ~ 800 мл дестилирана вода. Разбъркайте в 4,5 ml сярна киселина (Н2ТАКА4). Продължавайте разбъркването, докато калиевият йодат се разтвори. Разредете до 1 L.
Решение Б
Добавете 15,6 g малонова киселина (HOOCCH)2COOH) и 3,4 g манганов сулфат монохидрат (MnSO4. Н2О) до ~ 800 мл дестилирана вода. Добавете 4 g витекс нишесте. Разбъркайте, докато се разтвори. Разредете до 1 L.
Решение C
Разреждат се 400 ml 30% водороден пероксид (H2О2) до 1 L.
материали
- 300 ml от всеки разтвор
- 1 L чаша
- плоча за разбъркване
- магнитна бъркалка
процедура
- Поставете бъркалката в голямата чаша.
- Изсипете 300 ml всеки от разтвори А и В в стъклената чаша.
- Включете разбъркващата плоча. Регулирайте скоростта, за да създадете голям вихър.
- Добавете 300 ml разтвор С в чашата. Не забравяйте да добавите разтвор C след смесване на разтвори A + B или иначе демонстрацията няма да работи. Наслади се!
бележки
Тази демонстрация отделя йод. Износване предпазни очила и ръкавици и провеждайте демонстрацията в добре проветриво помещение, за предпочитане под вентилационна качулка. Бъдете внимателни, когато подготовка на решенията, тъй като химикалите включват силни дразнители и окислители.
Почисти
Неутрализирайте йода, като го редуцирате до йодид. Добавете ~ 10 g натриев тиосулфат към сместа. Разбъркайте, докато сместа стане безцветна. Реакцията между йод и тиосулфат е екзотермична и сместа може да е гореща. След като изстине, неутрализираната смес може да се измие в канализацията с вода.
Реакцията на Бригс-Раушер
IO3- + 2 H2О2 + СН2(CO2Н)2 + Н+ -> ICH (CO2Н)2 + 2 O2 + 3 H2О
Тази реакция може да бъде разбита на две реакции на компоненти:
IO3- + 2 H2О2 + Н+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2О
Тази реакция може да възникне чрез радикален процес, който се включва, когато аз- концентрацията е ниска или по нерадикален процес, когато I- концентрацията е висока. И двата процеса намаляват йодата до хипоиодозна киселина. Радикалният процес образува хипоиодозна киселина с много по-бърза скорост от нерадикалния процес.
Продуктът HOI на реакцията на първия компонент е реагент в реакцията на втория компонент:
HOI + CH2(CO2Н)2 -> ICH (CO2Н)2 + Н2О
Тази реакция също се състои от две компонентни реакции:
аз- + HOI + H+ -> Аз2 + Н2О
аз2СН2(CO2Н)2 -> ICH2(CO2Н)2 + Н+ + Аз-
Кехлибареният цвят е резултат от производството на I2. Аз2 форми поради бързото производство на HOI по време на радикалния процес. Когато се случи радикалният процес, HOI се създава по-бързо, отколкото може да се консумира. Някои от HOI се използват, докато излишъкът се намалява с водороден пероксид на аз-. Увеличаващият се аз- концентрация достига точка, в която нерадикалният процес поема. Въпреки това, нерадикалният процес не води до HOI почти толкова бързо, колкото радикалния процес, така че кехлибареният цвят започва да се изчиства, докато I2 се консумира по-бързо, отколкото може да бъде създадено. В крайна сметка аз- концентрацията пада достатъчно ниска, за да се стартира радикалният процес, за да може цикълът да се повтори.
Наситеният син цвят е резултат от I- и аз2 свързване с нишестето, присъстващо в разтвора.
източник
Б. Z. Шахашири, 1985 г., Химически демонстрации: Наръчник за учители по химия, кн. 2, стр. 248-256.