Briggs-Rauscherjeva nihajna reakcija spremembe barve

GIPhotoStock / Getty Images

Briggs-Rauscherjeva reakcija, znana tudi kot 'nihajna ura', je eden najpogostejših prikazov reakcije kemijskega oscilatorja. Reakcija se začne, ko zmešamo tri brezbarvne raztopine. Barva nastale mešanice bo nihati med prozorno, jantarno in temno modro približno 3-5 minut. Raztopina se konča kot modro-črna zmes.

Rešitev A

Dodajte 43 g kalijevega jodata (KIO).₃) v ~800 mL destilirane vode. Vmešajte 4,5 ml žveplova kislina (H_dvaSO₄). Nadaljujte z mešanjem, dokler se kalijev jodat ne raztopi. Razredčite na 1 L.

Rešitev B

Dodajte 15,6 g malonske kisline (HOOCCH_dvaCOOH) in 3,4 g manganovega sulfata monohidrata (MnSO₄. H_dvaO) v ~800 mL destilirane vode. Dodajte 4 g škroba vitex. Mešajte, dokler se ne raztopi. Razredčite na 1 L.

Rešitev C

Razredčite 400 ml 30% vodikovega peroksida (H_dvaO_dva) na 1 L.

Materiali

• 300 ml vsake raztopine
• 1 L čaša
• mešalna plošča
• magnetna mešalna palica

Postopek

1. Mešalno palico postavite v veliko čašo.
2. V čašo nalijte po 300 mL raztopine A in B.
3. Vklopite mešalno ploščo. Prilagodite hitrost, da ustvarite velik vrtinec.
4. V čašo dodajte 300 mL raztopine C. Ne pozabite dodati raztopine C po mešanju raztopin A + B, sicer demonstracija ne bo delovala. Uživajte!

Opombe

Ta demonstracija razvija jod. Nositezaščitna očalain rokavice ter izvedite predstavitev v dobro prezračenem prostoru, po možnosti pod prezračevalno napo. Bodite previdni, ko pripravo rešitev , saj kemikalije vključujejo močne dražilne snovi in oksidanti .

Pospravi

Nevtralizirajte jod tako, da ga reducirate v jodid. Mešanici dodajte ~10 g natrijevega tiosulfata. Mešajte, dokler zmes ne postane brezbarvna. Reakcija med jodom in tiosulfatom je eksotermna in zmes je lahko vroča. Ko se ohladi, lahko nevtralizirano mešanico speremo v odtok z vodo.

Briggs-Rauscherjeva reakcija

IO₃^-+ 2 H_dvaO_dva+ CH_dva(CO_dvaH)_dva+ H⁺-> ICH (CO_dvaH)_dva+ 2 O_dva+ 3 H_dvaO

To reakcijo lahko razdelimo na dvoje reakcije komponent :

IO₃^-+ 2 H_dvaO_dva+ H⁺--> RETURN + 2 O_dva+ 2 H_dvaO

Do te reakcije lahko pride zaradi radikalnega procesa, ki se vklopi, ko I^-koncentracija nizka ali z neradikalnim postopkom, ko I^-koncentracija je visoka. Oba postopka reducirata jodat v hipojodno kislino. Radikalni proces tvori hipojodozno kislino veliko hitreje kot neradikalni proces.

Produkt HOI reakcije prve komponente je reaktant v reakciji druge komponente:

SAMO HOI +_dva(CO_dvaH)_dva-> ICH (CO_dvaH)_dva+ H_dvaO

Tudi ta reakcija je sestavljena iz dveh komponentnih reakcij:

jaz^-+ NAZAJ + H⁺--> jaz_dva+ H_dvaO

jaz_dvaCH_dva(CO_dvaH)_dva--> jaz_dva(CO_dvaH)_dva+ H⁺+ jaz^-

Jantarna barva je posledica proizvodnje I_dva. jaz_dvanastane zaradi hitre proizvodnje HOI med radikalnim procesom. Ko poteka radikalni proces, se HOI ustvari hitreje, kot se lahko porabi. Nekaj ​​HOI se porabi, presežek pa se zmanjša zavodikov peroksidjaz^-. Povečanje I^-koncentracija doseže točko, ko prevzame neradikalni proces. Vendar pa neradikalni postopek ne povzroči HOI niti približno tako hitro kot radikalni postopek, zato se jantarna barva začne čistiti, ko sem_dvase porabi hitreje, kot se lahko ustvari. Na koncu je I^-koncentracija pade dovolj nizko, da se radikalni proces znova zažene, tako da se cikel lahko ponovi.

Temno modra barva je rezultat I^-in jaz_dvavezava na škrob, prisoten v raztopini.​

Vir

B. Z. Shakashiri, 1985, Kemijske demonstracije: priročnik za učitelje kemije, zv. 2 , str. 248-256.