发布时间:2024-01-14 12:07来源:www.sf1369.com作者:宇宇
bz振荡反应的电势代表的是一个电子运动周期效应和震荡运动线性规律的意思。
BZ振荡反应 1 实验目的 1) 了解BZ(Belousov-Zhabotinski)反应的基本原理。 2) 观察化学振荡现象。 3) 练习用微机处理实验数据和作图。 2 实验原理 所谓化学振荡,就是反应系统中某些物理量(如某组分的浓度)随时间作周期性的变化。BZ体系是指由溴酸盐,有机物在酸性介质中,在有(或无)金属离子催化剂作用下构成的体系。它是由苏联科学家Belousov发现,后经Zhabotinski发现而得名。 R.J.Fiela、E.Koros、R.Noyes等人通过实验对BZ振荡反应作出了解释,称为FKN机理。下面以BrO ~ Ce+4 ~ CH2(COOH)2 ~ H2SO4体系为例加以说明。该体系的总反应为 (C21.A) 体系中存在着下面的反应过程。 过程A: (C21.B) (C21.C) 过程B: (C21.D) (C21.E) (C21.F) Br- 的再生过程: (C21.G) 当[Br-]足够高时,主要发生过程A,其中反应C21.B是速率控制步骤,研究表明,当达到准定态时,有。 当[Br-]低时,发生过程B,Ce+3被氧化。反应C21.D是速度控制步骤,反应经C21.D、C21.E将自催化产生HbrO2,达到准定态时,有。 由反应C21.C和C21.D可以看出:Br- 和BrO 是竞争HbrO2的。当K3 [Br- ]>K4[BrO ]时,自催化过程C21.D不可能发生。自催化是BZ振荡反应中必不可少的步骤。否则该振荡不能发生。研究表明,Br-的临界浓度为: (C21.1) 若已知实验的初始浓度[BrO ],可由式C21.1估算[Br- ]crit。 通过反应C21.G实现Br- 的再生。 体系中存在着两个受溴离子浓度控制的过程A和过程B,当[Br- ]高于临界浓度[Br- ]crit时发生过程A,当[Br- ]低于[Br-]crit时发生过程B。也就是说[Br- ]起着开关作用,它控制着从过程A到过程B,再由过程B到过程A的转变。在过程A,由于化学反应,[Br- ]降低,当[Br-]到达[Br- ]crit时,过程B发生。在过程B中,Br- 再生, [Br- ]增加,当[Br- ]达到[Br- ]crit时,过程A发生,这样体系就在过程A、过程B间往复振荡。 在反应进行时,系统中[Br- ]、[HbrO2]、[Ce+3]、[Ce+4]都随时间作周期性的变化,实验中,可以用溴离子选择电极测定[Br- ],用铂丝电极测定[Ce+4]、[Ce+3]随时间变化的曲线。溶液的颜色在黄色和无色之间振荡,若再加入适量的FeSO4邻菲咯啉溶液,溶液的颜色将在蓝色和红色之间振荡。 从加入硫酸铈铵到开始振荡的时间为t诱 ,诱导期与反应速率成反比,即 ,并得到 (C21.2) 作图~ ,根据斜率求出表观活化能 。提问者评价谢谢!
活化能 activation energy 非活化分子转变为活化分子所需吸收的能量。温度对反应速率有显著影响。在多数情况下,其定量规律可由阿伦尼乌斯公式来描述: κ=Ae-E/RT(1)式中κ为反应的速率系(常)数;E和A分别称为活化能和指前因子
%20zhendang/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E6%8C%AF%E8%8D%A1-BZ%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%8F%8D%E5%BA%94%E4%BA%8C%20%E6%A0%A1.doc
产生化学振荡需满足三个条件:
1. 反应必须远离平衡态。化学振荡只有在远离平衡态,具有很大的不可逆程度时才能发生。在封闭体系中振荡是衰减的,在敞开体系中,可以长期持续振荡。
2. 反应历程中应包含有自催化的步骤。产物之所以能加速反应,因为是自催化反应,如过程A中的产物HBrO2同时又是反应物。
3. 体系必须有两个稳态存在,即具有双稳定性。
%201/wlhx%202/book/14bz.htm
仅供参考