Briggs-Rauscher-reaktionen, även känd som "den oscillerande klockan", är en av de vanligaste demonstrationerna av en kemisk oscillatorreaktion. Reaktionen börjar när tre färglösa lösningar blandas samman. Färgen på den resulterande blandningen kommer oscillera mellan klar, bärnsten och djupblå i cirka 3-5 minuter. Lösningen hamnar som en blå-svart blandning.
Lösning A
Tillsätt 43 g kaliumjodat (KIO3) till ~ 800 ml destillerat vatten. Rör om 4,5 ml svavelsyra (H2SÅ4). Fortsätt omröra tills kaliumjodatet är löst. Späd ut till 1 L.
Lösning B
Tillsätt 15,6 g malonsyra (HOOCCH2COOH) och 3,4 g mangansulfatmonohydrat (MnSO4. H2O) till ~ 800 ml destillerat vatten. Tillsätt 4 g vitex-stärkelse. Rör om tills det är löst. Späd ut till 1 L.
Lösning C
Späd ut 400 ml 30% väteperoxid (H2O2) till 1 L.
material
- 300 ml av varje lösning
- 1 L bägare
- omrörningsplatta
- magnetisk rörstång
Procedur
- Placera omrörningsstången i det stora bägaren.
- Häll 300 ml av lösningarna A och B i bägaren.
- Sätt på omrörningsplattan. Justera hastigheten för att producera en stor virvel.
- Tillsätt 300 ml lösning C i bägaren. Var noga med att lägga till lösning C efter blandning av lösningar A + B, annars fungerar demonstrationen inte. Njut av!
anteckningar
Denna demonstration utvecklas jod. ha på sig Skyddsglasögon och handskar och utför demonstrationen i ett väl ventilerat rum, helst under en ventilationshuva. Var försiktig när förbereda lösningarnaeftersom kemikalierna inkluderar starka irritationsmedel och oxidationsmedel.
Städa
Neutralisera joden genom att reducera den till jodid. Tillsätt ~ 10 g natriumtiosulfat till blandningen. Rör om tills blandningen blir färglös. Reaktionen mellan jod och tiosulfat är exoterm och blandningen kan vara varm. När den är neutral, kan den neutraliserade blandningen tvättas ner i avloppet med vatten.
Briggs-Rauscher-reaktionen
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O
Denna reaktion kan delas upp i två komponentreaktioner:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Denna reaktion kan uppstå genom en radikal process som aktiveras när jag- koncentrationen är låg, eller genom en icke-radikal process när I- koncentrationen är hög. Båda processerna reducerar jodat till hypojodsyra. Den radikala processen bildar hypoiodous syre med en mycket snabbare hastighet än den nonradical processen.
HOI-produkten från den första komponentreaktionen är en reaktant i den andra komponentreaktionen:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Denna reaktion består också av två komponentreaktioner:
jag- + HOI + H+ -> Jag2 + H2O
jag2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + Jag-
Bärnstensfärgen är resultatet av produktionen av I2. Jag2 bildas på grund av den snabba produktionen av HOI under den radikala processen. När den radikala processen sker skapas HOI snabbare än den kan konsumeras. En del av HOI används medan överskottet reduceras med Väteperoxid till jag-. Den ökande jag- koncentrationen når en punkt där den icke-radikala processen tar över. Men den icke-radikala processen producerar inte HOI nästan lika snabbt som den radikala processen, så bärnstensfärgen börjar bli klar som jag2 konsumeras snabbare än det kan skapas. Så småningom jag- koncentrationen sjunker tillräckligt lågt för att radikalen ska starta om så att cykeln kan upprepa sig.
Den djupblå färgen är resultatet av jag- och jag2 bindning till stärkelsen som finns i lösningen.
Källa
B. Z. Shakhashiri, 1985, Chemical Demonstrations: A Handbook for Teachers of Chemistry, vol. 2, pp. 248-256.