Бриггс-Раушер Осциллирующая реакция на изменение цвета

Реакция Бриггса-Раушера, также известная как «колеблющиеся часы», является одной из наиболее распространенных демонстраций реакции химического осциллятора. Реакция начинается, когда три бесцветных раствора смешиваются вместе. Цвет полученной смеси будет осциллирует между прозрачным, янтарным и темно-синим в течение 3-5 минут. Раствор заканчивается в виде сине-черной смеси.

Добавить 43 г йодата калия (KIO₃) до ~ 800 мл дистиллированной воды. Перемешать в 4,5 мл серная кислота (ЧАС₂ТАК₄). Продолжайте помешивать, пока йодат калия не растворится. Развести до 1 л.

Добавить 15,6 г малоновой кислоты (HOOCCH₂COOH) и 3,4 г моногидрата сульфата марганца (MnSO₄. ЧАС₂O) до ~ 800 мл дистиллированной воды. Добавьте 4 г витексного крахмала. Перемешать до полного растворения. Развести до 1 л.

Развести 400 мл 30% перекиси водорода (H₂О₂) до 1 л.

• 300 мл каждого раствора
• 1 л стакан
• перемешивающая тарелка
• магнитная мешалка

1. Поместите перемешивающий стержень в большой стакан.
instagram viewer
2. Налейте 300 мл каждого из растворов А и В в стакан.
3. Включите перемешивающую тарелку. Отрегулируйте скорость, чтобы создать большой вихрь.
4. Добавить 300 мл раствора C в стакан. Обязательно добавляйте раствор C после смешивания растворов A + B, иначе демонстрация не будет работать. Наслаждайтесь!

Эта демонстрация развивает йод. Износ защитные очки и перчатки и провести демонстрацию в хорошо проветриваемом помещении, предпочтительно под вентиляционным колпаком. Будьте осторожны, когда подготовка решений, поскольку химические вещества включают сильные раздражители и окислители.

Нейтрализуйте йод, уменьшая его до йодида. Добавить ~ 10 г тиосульфата натрия к смеси. Перемешайте, пока смесь не станет бесцветной. Реакция между йодом и тиосульфатом является экзотермической, и смесь может быть горячей. После охлаждения нейтрализованную смесь можно смыть в слив с водой.

IO₃^- + 2 ч₂О₂ + CH₂(СО₂ЧАС)₂ + H⁺ -> ICH (CO₂ЧАС)₂ + 2 O₂ + 3 ч₂О

Эту реакцию можно разбить на две части компонентные реакции:

IO₃^- + 2 ч₂О₂ + H⁺ -> HOI + 2 O₂ + 2 ч₂О

Эта реакция может произойти радикальным процессом, который включается, когда я^- концентрация низкая или нерадикальным процессом, когда I^- концентрация высокая. Оба процесса восстанавливают йодат до гипоидной кислоты. Радикальный процесс образует гипоиодовую кислоту с гораздо большей скоростью, чем нерадикальный процесс.

Продукт HOI реакции первого компонента является реагентом реакции второго компонента:

HOI + CH₂(СО₂ЧАС)₂ -> ICH (CO₂ЧАС)₂ + H₂О

Эта реакция также состоит из двух компонентных реакций:

я^- + HOI + H⁺ -> Я₂ + H₂О

я₂СН₂(СО₂ЧАС)₂ -> ICH₂(СО₂ЧАС)₂ + H⁺ + Я^-

Янтарный цвет является результатом производства I₂. Я₂ формы из-за быстрого производства HOI во время радикального процесса. Когда происходит радикальный процесс, HOI создается быстрее, чем его можно потреблять. Часть HOI используется, в то время как избыток уменьшается на пероксид водорода для меня^-. Увеличивающееся Я^- концентрация достигает точки, в которой начинается нерадикальный процесс. Тем не менее, нерадикальный процесс не дает HOI почти так же быстро, как радикальный процесс, поэтому янтарный цвет начинает проясняться, когда я₂ потребляется быстрее, чем он может быть создан. В конце концов я^- концентрация падает достаточно низко, чтобы радикальный процесс мог возобновиться, чтобы цикл мог повториться.

Глубокий синий цвет является результатом I^- и я₂ связывание с крахмалом, присутствующим в растворе.

B. З. Шахашири, 1985, Химические демонстрации: пособие для учителей химии, вып. 2с. 248-256.