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B-Z振荡反响
实验日期:2016/11/24完成报告日期:2016/11/25
引言
实验目的
1. 了解Belousov-Zhabotinski 反响〔简称B-Z 反响〕的机理。
2. 通过测定电位——时间曲线求得振荡反响的表观活化能。
实验原理
对于以B-Z反响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,,他们提出了该反响由萨那个主过程组成:
过程A ①
②
式中为中间体,过程特点是大量消耗。反响中产生的能进一步反响,使有机物MA如丙二酸按下式被溴化为BrMA,
(A1)
(A2)
过程B ③
④
这是一个自催化过程,在消耗到一定程度后,才转化到按以上③、④两式进展反响,并使反响不断加速,与此同时,催化剂氧化为。在过程B的③和④中,③的正反响是速率控制步骤。此外,的累积还受到下面歧化反响的制约。
⑤
过程C MA和使离子复原为,并产生〔由〕和其他产物。这一过程目前了解得还不够,反响可大致表达为:
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. v .
⑥2++f+2+其他产物
式中f为系数,它是每两个离子反响所产生的数,随着与MA参加反响的不同比例而异。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响或时钟反响,进展一次就完成。正是由于过程C,以有机物MA的消耗为代价,重新得到和,反响得以重新启动,形成周期性的振荡。
丙二酸的B-Z反响,MA为,即为,总反响为:
它是由①+②+4×③+4×④+2×⑤+5×〔A1〕+5×〔A2〕,再加上⑥的特征,
组合而成。但这个反响式只是一种计量方程,并不反响实际的历程。
按在FKN机理的根底上建立的俄勒冈模型,可以导得,振荡周期t振与过程C即反响步骤⑥的速率系数以及有机物的浓度呈反比关系,比例常数还与其他反响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即反响步骤⑥的表观活化能。另一方面,随着反响的进展,逐渐减小,振荡周期将逐渐增大。
2 实验操作
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;反响器1 个;铂电极1 个;饱和甘汞电极1个;滴瓶3 个;量筒3 个;2ml 移液管1 支;洗瓶1 个;镊子1 把。
mol/L 硝酸铈铵; 丙二酸; mol/L 溴酸钾; mol/L 硫酸。
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