文档介绍：BZ振荡反应-实验报告B-Z振荡反应实验日期:2016/11/24 完成报告日期:2016/11/ -Zhabotinski 反应(简称B-Z反应)的机理。通过测定电位——时间曲线求得振荡反应的表观活化能。 实验原理对于以B-Z反应为代表的化学振荡现象,目前被普遍认同的是Field,kooros和Noyes在1972年提出的FKN机理,,他们提出了该反应由萨那个主过程组成:过 程A①BrO3Br2HHBrO2HOBr②HBrO2BrH2HOBr式中HBrO2为中间体,过程特点是大量消耗Br。反应中产生的 HOBr能进一步反应,使有机物 MA如丙二酸按下式被溴化为 BrMA,(A1)HOBr Br H Br2 H2O(A2)Br2MABrMABrH过程B③BrO3HBrO2H僩2BrO2H2O④2BrO2g2Ce32H2HBrO22Ce4这是一个自催化过程,在Br消耗到一定程度后, HBrO2才转化到按以上③、④两式进行反应,并使反应不断加速,与此同时,催化剂 Ce3氧化Ce4。在过程B的③和④中,③的正反应是速率控制步骤。此外,HBrO2的累积还受到下面歧化反应的制约。⑤2HBrO2 BrO3 HOBr H过程CMA和BrMA使Ce4离子还原为Ce3,并产生Br(由BrMA)和其他产物。这一过程目前了解得还不够,反应可大致表达为:⑥2Ce4+MA+BrMAfBr+2Ce3+其他产物式中f为系数,它是每两个Ce4离子反应所产生的Br数,随着BrMA与MA参加反应的不同比例而异。过程C对化学振荡非常重要。如果只有A和B,那就是一般的自催化反应或时钟反应,进行一次就完成。正是由于过程 C,以有机物MA的消耗为代价,重新得到 Br和Ce3,反应得以重新启动,形成周期性的振荡。丙二酸的 B-Z反应,MA为CH2(COOH)2,BrMA即BrCH(COOH)2,总反应为:3H3BrO35CH2(COOH)2Ce33BrCH(COOH)22HCOOH4CO25H2O它是由① +②+4×③+4×④+2×⑤+5×(A1)+5×(A2),再加上⑥的特征,8Ce4 2BrCH(COOH)2 4H2O 8Ce3 2Br 2HCOOH 4CO2 10H组合而成。但这个反应式只是一种计量方程, 并不反应实际的历程。按在FKN 机理的基础上建立的俄勒冈模型,可以导得,振荡周期 t振与过程 C即反应步骤⑥的速率系数 kc以及有机物的浓度 cB呈反比关系,比例常数还与其他反应步骤的速率系数有关。当测定不同温度下的振荡周期 t振,如近视地忽略比例常数随温度的变化,可以估算过程 C即反应步骤⑥的表观活化能。 另一方面,随着反应的进行, cB逐渐减小,振荡周期将逐渐增大。 实验用品计算机及接口一套(或其他电势差数据记录设备);THGD-0506高精度低温恒温浴槽;78-2型双向磁力加热搅拌器;反应器1个;铂电极1个;饱和甘***电极1个;滴瓶3个;量筒3个;2ml移液管1支;洗瓶1个;镊子1把。 ***铈铵; 丙二酸;;。 ℃,。实验分别在20℃、25℃、30℃、35℃。 实验操作步骤及方法要点检查好仪器样品,按照装置图接好电路。其中,铂电极接在正极上,饱和甘***电极接在负极上,在进行实验之前需检查甘***电极中的液面是否合适以及是否有气泡等。接通相应设备电源,准备数据采集。调节恒温槽温度为20℃。分别取7ml丙二酸、15ml溴酸钾、18ml硫酸溶液于干净的反应器中,开动搅拌。打开数据记录设备,开始数据采集,待基线走稳后,用移液管加入2ml***铈铵溶液。观察溶液的颜色变化及反应曲线,待重复8~10次完整周期后,停止数据记录,保存数据文件,记录恒温槽温度,从数据文件中读出相应的诱导期和振荡周期。后依次升温至25℃、30℃、35℃,进行实验操作。 ;;***;。t=20℃20℃时电压~时间关系曲线(振荡曲线)t=25℃25℃时电压~时间关系曲线(振荡曲线)t=30℃30℃时电压~时间关系曲线(振荡曲线)t=35℃35℃时电压~时间关系曲线(振荡曲线)现象观察:加入***铈铵溶液后,溶液显浅黄色。出现振荡后,随着电压的降低,溶液颜色逐渐变浅直至消失;而后,溶液颜色突然出现,随之电压开始快速升高,达到最高处时颜色最深。 计算的数据、结果诱导期及表观活化能E诱根据所得的电压-时间曲线,利用