Briggs-Rauscher Reakcja oscylacyjna na zmianę koloru

ThoughtcoMar 12, 2020

Reakcja Briggsa-Rauschera, znana również jako „zegar oscylacyjny”, jest jedną z najczęstszych demonstracji chemicznej reakcji oscylatora. Reakcja rozpoczyna się, gdy zmieszane są trzy bezbarwne roztwory. Kolor powstałej mieszaniny będzie oscylować pomiędzy przezroczystym, bursztynowym i ciemnoniebieskim przez około 3-5 minut. Roztwór kończy się jako niebiesko-czarna mieszanina.

Rozwiązanie A

Dodaj 43 g jodanu potasu (KIO3) do ~ 800 ml wody destylowanej. Mieszaj w 4,5 ml Kwas Siarkowy (H2WIĘC4). Kontynuuj mieszanie, aż jodan potasu się rozpuści. Rozcieńczyć do 1 L.

Rozwiązanie B

Dodaj 15,6 g kwasu malonowego (HOOCCH2COOH) i 3,4 g monohydratu siarczanu manganu (MnSO4. H.2O) do ~ 800 ml wody destylowanej. Dodaj 4 g skrobi vitex. Mieszaj aż do rozpuszczenia. Rozcieńczyć do 1 L.

Rozwiązanie C

Rozcieńczyć 400 ml 30% nadtlenku wodoru (H2O2) do 1 L.

Materiały

  • 300 ml każdego roztworu
  • Zlewka o pojemności 1 l
  • płyta mieszająca
  • mieszadło magnetyczne

Procedura

  1. Umieść mieszadło w dużej zlewce.
  2. Wlej 300 ml każdego z roztworów A i B do zlewki.
    3. instagram viewer
  3. Włącz mieszadło. Dostosuj prędkość, aby uzyskać duży wir.
  4. Dodaj 300 ml roztworu C do zlewki. Pamiętaj, aby dodać roztwór C po zmieszaniu roztworów A + B, w przeciwnym razie demonstracja nie będzie działać. Cieszyć się!

Notatki

Ta demonstracja rozwija jod. Nosić okulary ochronne oraz rękawice i wykonaj pokaz w dobrze wentylowanym pomieszczeniu, najlepiej pod okapem wentylacyjnym. Zachowaj ostrożność, kiedy przygotowywanie rozwiązań, ponieważ substancje chemiczne obejmują silne substancje drażniące i utleniacze.

Sprzątać

Zneutralizuj jod, redukując go do jodku. Dodaj ~ 10 g tiosiarczanu sodu do mieszaniny. Mieszaj, aż mieszanina stanie się bezbarwna. Reakcja między jodem i tiosiarczanem jest egzotermiczna i mieszanina może być gorąca. Po ochłodzeniu zneutralizowaną mieszaninę można spłukać wodą do kanalizacji.

Reakcja Briggsa-Rauschera

IO3- + 2 godz2O2 + CH2(WSPÓŁ2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 godz2O

Tę reakcję można podzielić na dwie części reakcje składowe:

IO3- + 2 godz2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 godz2O

Ta reakcja może wystąpić w wyniku radykalnego procesu, który włącza się, gdy ja- stężenie jest niskie lub w wyniku procesu nieradycznego, gdy I- stężenie jest wysokie. Oba procesy redukują jodan do kwasu podjodowego. Proces radykalny tworzy kwas podjodowy z dużo większą szybkością niż proces nieradyczny.

Produkt HOI reakcji pierwszego składnika jest reagentem w reakcji drugiego składnika:

HOI + CH2(WSPÓŁ2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O

Ta reakcja składa się również z dwóch reakcji składowych:

ja- + HOI + H+ -> I2 + H2O

ja2CH2(WSPÓŁ2H)2 -> ICH2(WSPÓŁ2H)2 + H+ + I-

Bursztynowy kolor wynika z produkcji I2. Ja2 powstaje z powodu szybkiej produkcji HOI podczas radykalnego procesu. Gdy zachodzi proces radykalny, HOI powstaje szybciej, niż można go zużyć. Część HOI jest używana, a nadwyżka jest zmniejszona o nadtlenek wodoru do mnie-. Rosnące ja- koncentracja osiąga punkt, w którym przejmuje proces nieradyczny. Jednak nieracjonalny proces nie wytwarza HOI prawie tak szybko jak proces radykalny, więc bursztynowy kolor zaczyna się rozjaśniać, gdy ja2 jest zużywany szybciej, niż można go utworzyć. W końcu ja- stężenie spada wystarczająco nisko, aby proces radykalny wznowił się, aby cykl mógł się powtórzyć.

Ciemnoniebieski kolor jest wynikiem I- i ja2 wiązanie ze skrobią obecną w roztworze.

Źródło

B. Z. Shakhashiri, 1985, Demonstracje chemiczne: Podręcznik dla nauczycieli chemii, vol. 2, pp. 248-256.