B-Z震荡反应
实验14 B-Z振荡反应 操作步骤
实验14 B-Z 振荡反应注意事项：1. 为了防止参比电极中离子对实验的干扰，以及溶液对参比电极的干扰，所用的饱和甘汞电极与溶液之间必须用1 mol/L H 2SO 4盐桥隔离。
2. 所使用的电解池、电极和一切与溶液相接触的器皿是否干净是本实验成败的关键，故每次实验完毕后必须将所有用具冲洗干净。
3. 大多数反应在所研究的一定温度范围内是符合阿累尼乌斯公式的，包括基元反应和一些复杂反应。
只是复杂反应的活化能是组成该反应各基元步骤的活化能的代数和。
通常，称复杂反应的活化能为表观活化能。
实验步骤：1. 配制溶液分别用蒸馏水配制0.004 mol/L 硫酸高铈(必须在0.2 mol/L 硫酸介质中配制)、0.4 mol/L 丙二酸、0.2 mol/L 溴酸钾、3 mol/L 硫酸各100 mL 。
2. 准备工作（1）测量线路如图14-1所示。
（Pt 电极连接绿色接线，参比电极连接白色接线）【注意：所用的饱和甘汞电极与溶液之间必须用1 mol/L H 2SO 4盐桥隔离。
】 （2）打开电化学工作站电源预热十分钟；同时开启超级恒温水槽的“循环”开关和“加热”开关。
（3）调节超级恒温水槽的温度为30 0C （或比当时的室温高3~5 0C ）完后再按，完成温度设置。
【注意：带有循环水夹层的小烧杯放置在磁力加热搅拌器上，但只用其搅拌功能，不使用其加热功能！烧杯内溶液温度，靠循环水控制。
】 （4）将配好的硫酸铈铵、丙二酸和硫酸溶液各10 mL 放入已洗干净的电解池中，同时也将10 mL 溴酸钾溶液在恒温槽中恒温。
开启电磁搅拌的电源使溶液在设定的温度下恒温至少10分钟。
在以下系列实验过程中尽量使搅拌子的位置和转速保持一致。
（5）通过计算机使电化学分析仪进入Windows 工作界面，在工具栏里通过鼠标点击“T”（实验技术），此时屏幕上显示一系列实验技术的菜单；点击“Open Circuit Potential-Time”（即应用“开路电位-时间”技术），点击“OK”；再点击工具栏里的参数设置键，在对话框中填入适当的“数值”：*Run Time (sec) = “800” (在实验过程中根据需要可随时终图14-1 振荡反应测量线路图图14-2 化学振荡反应的电位-时间曲线止实验。
【doc】B—Z振荡反应
B—Z振荡反应B—z振荡反应董小梅刘剑茁/徐功骅(磊丽{辱晾10oo84)6年7/-32碜侈一?够通常的化学反应,反应物和产物的浓度单调地发生变化,最终达到不随时间变化的平衡状态.然而在某些化学反应体系中,有些组分的浓度会忽高忽低,呈现周期性变化,这种现象叫做化学振荡.由于化学振荡直观地展现了自然科学领域中普遍存在的非平衡非线性问题,近十多年来,其实验和理论研究,得到普遍承认和重视,成为化学上的新领域.现已发现一大批可呈现化学振荡的含溴酸盐反应系统,为了纪念最早对这类反应进行过研究的两位化学家,用他们的姓的第一个字母合称作B—z振荡反应(B～zOscillatingReaction).振荡反应系统中,不仅组分的浓度呈现周期性的变化,在适当条件下还能形成很漂亮的图案.这些图案在空间传播,就象水中投入石子以后所出现的涟漪.人们把这种运动的图案称为空间化学波.化学振荡不仅是一种很有趣的现象,也是一类机制非常复杂的化学过程.由于化学振荡体系的振幅:周期可以在一定范围内进行调控,在研究某些自然过程(如岩石中形成的环状或带状花纹,斑马和蝴蝶翅膀上的花纹,虎豹和猫的尾部花纹呈不连续的环状等)中可模拟过程的某些方面.它大大拓宽了人们对化学反应的认识,可以使工程技术人员对振荡体系的特征获得比较直观的感性认识.一,实验目的通过化学振荡反应的现象观察和周期测定,使学生熟悉化学振荡现象,了解B—z 反应的机理,理解化学振荡同其他物理振荡一样具有内在的规律,这种规律是通过化学反应的自我调节作用来实现的.二,实验原理关于B—z反应的机理,可简单地归纳如下;反应系统中存在三个过程:过程A:Br074-2Br一4-3CH2(COOH)￡+3H一3BrCH(COOH)2+3H2O过程B:BrO+4Ce"+5H=HOBr+4Ce"+2H2O过程C:HOBr+4Ce'++BrCH(CO0H)2+H2O=2Br一+4Ce抖+3CO2+6H过程A,B,c合起来构成一个反应的振荡周期.当[Br一]足够大时,反应按A过程进行,随着[Br一]下降,反应从A过程切换到B 过程,最后通过c过程使Br一再生,因此,Br一在振荡反应中相当于一个"选择开关".铈离子在反应中起催化作用,催化B过程和c过程由以上分析可知,反应中[Br一]和ECe"]/ECe"]随时间作周期性变化,由于ce'呈黄色,ce"无色,反应液就在黄色和无色之间振荡.如果在上述反应液中滴加适量的邻菲罗啉亚铁溶液,那么反应液的颜色会在蓝色和红色之间振荡,原因是铁离子和铈离子一样能起催化作用,使[Fe"]/EFe]随时间作周期性变化,Fe与邻菲罗啉能形成蓝色络合物,Fe与邻菲罗啉能形成红色络合物.35一三,仪器,试剂仪器:酸度计I台,217型甘汞电极(用Imol/LHsO做液接)1支,铂电极1支,溴离子选择电极1支.分光光度计I台,配盖的比色皿I套,直径9一l1cm培养皿1套(比色皿,培养皿要洁净,应事先用6mol/LH2SO润洗和浸泡).烧杯(50ml,3个),量简(10ml,2个),吸量管(2ml,2支),滴管1支,秒表2块.试剂:丙二酸,硝酸铈铵(或硫酸铈铵),浓硫酸,溴酸钾,硫酸亚铁,邻菲罗啉,0.Itool/L NaCl..四,实验内客,I.配制溶液A液:称取3g丙二酸置于1∞ml烧杯中,注入47ml去离子水,搅拌溶解后,小心加入3浓硫酸,然后再加0.2g硝酸铈铵,搅拌溶解.B液:称取2.5g溴酸钾置于100ml烧杯中,注入5O去离子水,搅拌溶解.邻菲罗啉亚铁指示剂:称取0.7g硫酸亚铁,0.5g邻菲罗啉置于100ml烧杯中.加入100ml去离子水,搅拌溶解.2.观察化学振荡现象用量简分别量取8mlA液,8mlB液,倒入5Oml小烧杯中,混匀,待l一rain后,可以看到,溶液的颜色由无色变为黄色,又由黄色变为无色.在上述混合液中再滴加lo滴邻菲罗琳亚铁指示剂,可以看到振荡的颜色在红色和蓝色之间变化.通过肉眼观察,找出无色,黄色与红色,蓝色的对应关系.在上述混合液中,再加入2.5ml邻菲罗啉亚铁指示剂,充分混匀后,倒入培养皿中.将培养皿水平放在桌面上,下衬一张白纸以利观察.培养皿中的溶液先呈均匀的红色,片剡后溶液中出现蓝点,并成环状向外扩展,形成各种同心圆式图案;如果摇动培养皿,图案被破坏,静止片刻后,又重新形成新的图案.请实验并比较与化学波图案是否一样?如果倾斜培养皿.使一些同心圆破坏,则可观察到螺旋式图案的形成,这些图案同样能向四周扩展.空间化学波现象能持续I小时左右,请认真观察,并画出一,二个简图.3.测定化学振荡周期'(1)Ee,一]振荡周期的测定把甘汞电极与酸度计"+"极相连,溴离子选择电极与.一"极相连.pH—mV开关指向.+mV"档,在放电极的小烧杯中,加15mlA液,15mlB液,混匀按下读数开头,待振荡反应开始后,酸度计指针开始偏转,用秒表测量EBr一]振荡周期.(测量方法由学生自行设计)测定1o个振荡周期,取其中周期比较稳定的连续6组,求出平均振荡周期.改变A液与B液比例,用2OmlA液和1OmlB液;10mlA液和2OmlB液混匀,重复测定EBr一]振荡周期.注:振荡周期的测定也可用酸度计的电位输出信号与电位放大器,记录仪(或计算机)相连接,根据记录仪的记录.测量振荡周期.(2)ECe"]/EC~"]振荡周期的测定用铂电极代替溴离子选择电极,与酸度计"一"极相连,把甘录电极与"+"极相连,"pH —mV"开关指向.+mV.按照测定EBr一]振荡周期的方法,改变A液与B液比例,测定EC~"]/EC~"]的振荡周期.36(3)溶液颜色振荡周期的测定用分光光度计,取500nm的分析波长,用去离子水作参比,在1个比色皿中加1.5mlA液,1.5mlB液,4滴邻菲罗啉亚铁指示剂,盖上盖摇匀后,迅速放入光路,待振荡反应开始后,用秒表记录仪记录指针偏转一个周期所需时间,同样测定1O个振荡周期,取其中比较稳定的连续6组,求出平均振荡周期..改变A液与B液比倒,用2mlA液和1lB液;1mlA液和2mlB液混匀,重复测定颜色振荡周期.攘蔼周期实验数据记录单位:秒类别A/B比[Br一3[ce'+]/[ce]颜色1ti:2I11I2结论4.调控化学振荡(1)当混合溶液慢慢失去变色作用,停止振荡后,在溶液中再加一些固体溴酸钾.混匀后,则又可重新看到振荡反应.(为什么?结合思考题1)(2)如何改变振荡体系的周期?如果向体系中再加入i滴管浓HSO,将出现什么现象?为什么?请实验.考虑哪些因素可影响振荡反应的周期.(3)当加入10滴cl一离子时,将出现什么现象?请实验.实验后要认真洗净cl一离子,用什么水洗?217型甘汞电极为什么要用1mol/LHSO做液接?五,思考题1.试从振荡的三个过程归纳出振荡的净反应方程式,并从中得出为什么振荡会趋于衰减,并最终停止的原因.2.试讨论A液与B液比倒变化对振荡周期的影响.3.[Br],[ce"]/[ce"]及颜色变化的周期是否应该相等?参考文献iWarJ.ScientificAmericaI1978I239(i):1522清华大学化学系编.物理化学实验.1991;2783SummlinLR4f.ChemicalDemonstrations.ASourcebookforTeachers.V ot1t2rided.Wssh lngtonDC:AmericanChemistrySociety.1988:11437。
B-Z振荡反应
B-Z振荡反应姓名：*** 学号：2015012*** 班级：化学**班实验日期：2018年3月21日提交报告日期：2018年3月23日带课老师/助教：***1 引言（简明的实验目的/原理）2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图计算机及接口1套，THGD-0506高精度低温恒温槽（宁波天恒仪器厂）1台，电磁搅拌器1台，反应器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。
0.02mol∙L-1硝酸铈铵，0.5mol∙L-1丙二酸和0.2mol∙L-1溴酸钾（均由0.8mol∙L-1硫酸溶液配制）；0.8mol∙L-1硫酸。
2.2 实验条件恒温槽初始温度设定在25.00℃。
2.3 实验操作步骤及方法要点1. 检查仪器药品。
2. 按装置图（如上）接好线路。
3. 接通电源。
打开计算机，运行“数据采集”程序，准备采集数据。
4. 调节恒温槽温度为25℃。
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。
点击“开始”，待基线走稳后，用移液管加入2mL硝酸铈铵溶液。
出现振荡后，待振荡周期完整重复8~10次后，点击“完成”，停止记录，命名存盘。
记录恒温槽温度。
实验中注意观察溶液的颜色变化。
5. 升高温度3~5℃，重复步骤4，直到35℃左右。
注意事项：1. 实验开始前，要检查甘汞电极是否满足使用条件（溶液接触汞的部分，有固体KCl颗粒，没有气泡，甘汞电极与外部盐桥接通）。
若不满足，应事先调整；2. 全部溶液都用稀硫酸配制。
防止反应液滴到皮肤、衣物、仪器、家具上。
反应液流到电磁搅拌器上，应及时擦拭干净，更换滤纸，以免腐蚀仪器甚至发生漏电。
若反应液滴到其他地方，应根据情况，及时冲洗或擦拭干净；3. 橡皮塞及电极应保持竖直状态，避免平放或倒置，避免甘汞电极出现气泡；4. 注意控制转子位置，避免损坏电极。
反应前清洗反应器和电极，反应时控制转子转速保持稳定，可保证数据准确以及振荡反应出现。
B-Z化学振荡反应
B-Z化学振荡反应B-Z 化学振荡反应⼀、实验⽬的:1、了解Belousov-Zhabotinsky 反应（简称BZ 反应）的基本原理及研究化学震荡反应的⽅法；2、掌握在硫酸介质中以⾦属铈离⼦作催化剂时，丙⼆酸别溴酸氧化体系的基本原理；3、了解化学震荡反应的表观活化能计算⽅法。
⼆、实验原理:BZ 振荡反应是⽤⾸先发现这类反应的前苏联科学家Belousov 及Zhabotinsky 的名字⽽命名。
该反应由三个主过程组成：322322234223243222A 1)22)2B3)24)5)2C6)4()2436Br BrO H HBrO HBrO Br HBrO H HBrO HBrO BrO H BrO H O BrO Ce H HBrO Ce HBrO BrO H HBrO Ce BrCH COOH H O HBrO Br Ce CO H --+-+-++++-++-++++→+++→++→+++→+→+++++→+++过程过程过程总反应为322222223()2()3+4CeH Br CH COOH BrCH COOH CO H O ++-++→+根据公式ln1/t 诱=-E 诱/RT+C 可计算出表观活化能E 诱三、实验试剂与仪器BZOAS-IIS 型BZ 反应数据采集接⼝系统、微型计算机、HK-2A 型恒温槽、反应器、磁⼒搅拌器；丙⼆酸0.45mol ·dm-3、溴酸钾0.25 mol ·dm-3、硫酸3.00 mol ·dm-3、硫酸铈铵4×10-3 mol ·dm-3。
四、实验步骤1、连接好仪器，打开超级恒温⽔浴，将温度调节⾄35±0.1℃；2、打开电脑，双击打开bzl ﹒exe 系统软件，选择“设置参数”选项进⾏参数设置：横坐标极值：1000s 纵坐标极值：1200mv纵坐标零点：700mv 起始阀值：6 “画图起始点”选择“从测量开始即画”；3、在反应器中加⼊已配好的丙⼆酸溶液、溴酸钾溶液、硫酸溶液各10ml ，恒温搅拌10min后，加⼊硫酸铈铵溶液10ml，迅速插⼊电极，点击“开始实验”。
B-Z振荡反应
五、数据处理
1.
从U-t曲线中得到诱导期和第一、二振荡周期。 2. 根据t 诱 、t1振 、t2振 与T的数据，作ln(1/t 诱 )1/T和ln(1/t1振 )-1/T图，由直线斜率求出表观活化 能E诱、E振。 3. 讨论实验步骤7观察到的现象，分析没有搅拌时 形成空间图案的原因，分析搅拌所起的作用。
图灵斑图（A.M.Tuting1952)
1952年,被后人称为计算 机科学之父的著名英国数学家 图灵把他的目光转向生物学领 域.他用一个反应扩散模型成 功地说明了某些生物体表面所 显示的图纹(如斑马身上的斑 图)是怎样产生的. 图灵还发现，各种颜色的 物体具有不同的扩散率，在液 体里相互起反应，就会变化其 浓度而形成空间不随时间变化 的稳态图案，也可以产生彩色 波浪的振荡式图案。图灵的这 种思想，在将近20年的时间里 没有受到化学家和生物学家的 注意。
实际应用
化学振荡反应在分析化学中的应用较多。当体系中存在浓 度振荡时，其振荡频率与催化剂浓度间存在依赖关系，据此 可测定作为催化剂的某些金属离子的浓度。 此外，应用化学振荡还可测定阻抑剂。当向体系中加入 能有效地结合振荡反应中的一种或几种关键物质的化合物时， 可以观察到振荡体系的各种异常行为，如振荡停止，在一定 时间内抑制振荡的出现，改变振荡特征（频率、振幅、形式） 等。而其中某些参数与阻抑剂浓度间存在线性关系，据此可 测定各种阻抑剂。另外，生物体系中也存在着各种振荡现象， 如糖酵解是一个在多种酶作用下的生物化学振荡反应。通过 葡萄糖对化学振荡反应影响的研究，可以检测糖尿病患者的 尿液，就是其中的一个应用实例。
三、试剂与仪器
试剂：丙二酸；硫酸；溴酸钾；硝酸 铵。 仪器：ZD-BZ振荡实验装置 1台 联想电脑 1台 SYC-15超级恒温水浴 1台 213型铂电极 1只 双盐桥甘汞电极 1只 磁子 1个
B-Z振荡反应
图1 仪器装置
四、实验步骤
1.观察体系的颜色变化，记录相应的电势曲线。 按图1连接好仪器装置。接通计算机，打开超级恒温 槽，设定温度在25.0±0.1℃。在100mL干净的反应 器中加入浓度为0.5mol·dm-3 的丙二酸10.5mL、浓度 为 0.2mol·dm-3的KBrO3 22.5mL、浓度为 0.8mol·dm-3 的硫酸27mL，开启搅拌。打开数据采集软件，设置 好 参 数 ， 待 溶 液 恒 温 5min 后 ， 加 入 6mL 浓 度 为 0.02mol·dm-3硫酸铈铵溶液，单击开始实验，观察溶 液颜色变化及相应的电势变化曲线。
七、思考题 思考题
• 1. 本实验记录的电势主要代表了什么意思？ 它于Nernst方程求得的电势有何不同？为什 么？ • 2. 为什么B-Z反应有诱导期？反应何时进入 振荡期？ • 3．影响诱导期的主要因素有哪些？ • 4.体系中什么样的反应步骤行为最为关键？
时间振荡反应
溶液a： 丙二酸 溶液 ：3 g丙二酸 ＋ 3 ml浓硫酸 浓硫酸 蒸馏水＋ ＋ 47 ml蒸馏水＋ 0.2 g Ce(SO4)2 蒸馏水 溶液b： 溶液 ：2.7 g KBrO3 ＋ 50 ml蒸馏水 蒸馏水 ＋ 2 ml 试亚铁灵
二、实验原理
• 上式表明HBrO2 的生成具有自催化的特点， HBrO2的增长要受到2HBrO2 →BrO3- +HOBr +H+ 的限制，因此B过程的总反应为 • [BrO3-]+ 4Ce3+ +5H+ → HOBr + 4Ce4++2H2O ， • Br-的再生可通过下列过程实现： • 4Ce4+ + BrCH(COOH)2 + H2O + HOBr → 2Br+4Ce3+ +3CO2+6H+ k6(6) 体系的总反应为：2H+ + 2BrO3- +2CH2(COOH)2 → 2BrCH(COOH)2 + 3CO2 + 4H2O
化学振荡反应实验报告
一、实验目的1. 了解Belousov-Zhabotinski（B-Z）反应的基本原理和FKN机理。
2. 观察B-Z振荡反应的化学振荡现象。
3. 学习使用铂电极和甘汞电极进行电位-时间曲线的测定。
4. 练习用微机处理实验数据并绘制曲线。
二、实验原理B-Z振荡反应是一种典型的化学振荡现象，其机理由Field、Koros和Noyes在1972年提出的FKN机理所描述。
该反应由以下三个过程组成：过程A：中间体的生成与消耗A1：2BrO3- + 2CH2(COOH)2 + 4H+ → 2Br- + 2HBrO2 + 2CO2 + 2H2OA2：HBrO2 → Br- + H2O + BrO过程B：自催化过程B1：HBrO2 → Br- + H2O + BrOB2：BrO + Ce3+ → HBrO2 + Ce4+B3：2HBrO2 → Br2O + H2O + BrO2过程C：Br-的再生C1：4Ce4+ + BrCH(COOH)2 + 6H2O → 4Ce3+ + 2Br- + 3CO2 + 12H+当反应体系中Br-的浓度足够高时，主要发生过程A，其中反应A2是速率控制步骤。
当Br-的浓度较低时，发生过程B，其中反应B2是速率控制步骤。
反应C1对化学振荡现象至关重要，因为它使得Br-得以再生，维持反应的持续进行。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：铂电极、217型甘汞电极、微电极、微机、搅拌器、烧杯、移液管、pH计等。
2. 试剂：溴酸盐、丙二酸、硫酸、硫酸铜、氯仿等。
四、实验步骤1. 配制B-Z反应溶液：将一定量的溴酸盐、丙二酸、硫酸和硫酸铜溶解于水中，搅拌均匀。
2. 将铂电极和甘汞电极插入反应溶液中，用pH计测量溶液的pH值，调节至实验所需的pH值。
3. 开启搅拌器，观察反应溶液的颜色变化，记录化学振荡现象。
4. 使用微电极测定电位-时间曲线，记录数据。
5. 关闭搅拌器，将反应溶液取出，进行数据处理和分析。
《B-Z振荡反应》课件
通过观赏实验视频，深入解析B-Z 振荡反应的反应机理，帮助学生 理解反应原理。
动力学研究
介绍B-Z振荡反应动力学研究的背 景和最新进展，拓宽学生的知识 面。
实验步骤
1
准备实验器材
列出进行B-Z振荡反应实验所必需的器材
制备反应液
2
清单，并指导学生正确使用实验器材。
详细说明配制B-Z振荡反应所需的反应液
《B-Z振荡反应》PPT课件
介绍B-Z振荡反应的背景和意义，引起学生对该话题的兴趣。提出振荡反应的 非平衡态特点和在化学动力学中的重要性。
反应机理
化学反应机理
通过化学方程式和图示解释B-Z振 荡反应中所涉及的反应机理和关 键步骤。
演示实验
视频解析
展示一些B-Z振荡反应的示范实验， 在观察实验过程中理解反应机理。
Education, 1992, 69(6): 445. 3. Epstein I R, Pojman J A. An Introduction to Nonlinear Chemical Dynamics: Oscillations,
Waves, Patterns, and Chaos[M]. Oxford University Press, 1998.
展示B-Z振荡反应过程的示意图， 帮助学生理解反应结果的变化 规律。
应用
教学演示
科研应用
介绍如何利用B-Z振荡反应设计教 学演示，吸引学生对化学的兴趣。
探讨B-Z振荡反应在科学研究领域 的应用，如生物医学和材料科学 等。
艺术创作
展示将B-Z振荡反应与艺术结合的 创作成果，展现化学之美和艺术 的动人魅力。
结论
优点
总结B-Z振荡反应的优点，如具有奇特的反应动力学特性和引人入胜的视觉效果。
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B-Z 震荡反应1、引言[1]1.1 实验目的：1．了解Belousov-Zhabotinski 反应（简称B-Z 反应）的机理。
2．通过测定电位——时间曲线求得振荡反应的表观活化能。
1.2 实验原理：化学振荡：反应系统中某些物理量如组分的浓度随时间作周期性的变化。
B-Z 振荡：在金属铈离子（或铁离子、锰离子等）作催化剂的条件下，柠檬酸等有机酸（如丙二酸、苹果酸、丁酮二酸等）的溴酸氧化反应系统能出现化学振荡现象。
人们笼统地称这类反应为B-Z 反应。
由实验测得的B-Z 体系典型铈离子和溴离子浓度的振荡曲线如图1所示：图1：B-Z 体系典型铈离子和溴离子浓度的振荡曲线关于B －Z 反应的机理：目前为人们普遍接受的是关于在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂的条件下，丙二酸被溴酸氧化的机理，简称为FKN 机理。
其主要的反应步骤及各步骤的速率或速率系数归纳如下表：序号 机理步骤 速率或速率常数 （1）22HOBr Br H Br H O -++++ƒ1116291110108----=⋅⋅⨯=sk s dm mol k（2）HOBr H Br HBrO k 222−→−+++- 16292102--⋅⋅⨯=s dm mol k （3）HOBrHBrO H Br BrO k +−→−+++--233219331.2--⋅⋅=s dm mol k（4）+-++−→−H HOBr BrO HBrO k 324213174104--⋅⋅⨯=s dm mol k注：k i 代表第i 个反应步骤的速率，MA 和BrMA 分别为CH 2(COOH)2和BrCH(COOH)2的缩写。
按照FKN 机理，对化学振荡现象解释如下：当[Br －]较大时，反应主要按表中的（1）、（2）、（3）进行，总反应为：O H Br H Br BrO 2233365+→+++-- （11）生成的Br 2按步骤（7）消耗掉。
步骤（1）、（2）、（3）、（7）组成了一条反应链，称为过程A ，其总反应为：O H COOH BrCH H COOH CH Br BrO 222233)(33)(32+→++++-- （12）当[Br －]较小时，反应按步骤（5）和（6）进行，总反应为：O H HBrO Ce H HBrO BrO Ce 2242332232++→+++++-+ （13）步骤（5）为该反应的速度控制步骤（（5）的逆反应速率可忽略），这样有]][][[][2352+-=H HBrO BrO k dtHBrO d （14）上式表明HBrO 2的生成具有自催化的特点，但HBrO 2的增长要受到步骤（4）的限制。
（4）、（5）、（6）组成了另一个反应链，称为过程B 。
其总反应为：O H Ce HOBr H Ce BrO 24332454++→+++++- （15）最后Br －可通过步骤（9）和（10）而获得再生，这一过程叫做C 。
总反应为：++-++++→+++H CO Ce Br O H COOH BrCH Ce HOBr 6342)(423224（16）过程A 、B 、C 合起来组成了反应系统中的一个振荡周期。
当[Br －]足够大时，HBrO 2按A 中的步骤（2）消耗。
随着[Br －]的降低，B 中的步骤（5）对HBrO 2的竞争愈来愈重要。
当[Br －]达到某个临界值[－r B ~]时，自催化步骤（5）引起的HBrO 2的生成速率正好等于过程A 中由步骤（2）引起的HBrO 2的消耗速率，即0]][][r B ~[]][][[][222352=-=++-H HBrO k H HBrO BrO k dtHBrO d － （17）由（17）式易得：][]r B ~[325-=BrO k k －当]r B ~[][Br －－>时，[HBrO 2]通过自催化反应（13）很快增加，导致[Br －]通过反应步骤（2）而迅速下降。
于是系统的主要过程从A 转换到B 。
B 中产生的Ce 4+通过C 使Br －再生，[Br －]慢慢回升；当]r B ~[][Br －－>时，体系中HBrO 2的自催化生成受到抑制，系统又从B 转换到A ，从而完成一个循环。
从上述分析可以看出，系统中[Br -]、[HBrO 2]和[Ce 4+]/[ Ce 3+]都随时间做周期性变化，在本次实验中，如果用1/t 诱和1/t 振分别衡量诱导期和振荡周期反应速率的快慢，那么通过测定不同温度下的t 诱和t 振可估算表观活化能E 诱和E 振。
2、实验操作2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图[1]实验药品： 0.02mol ·dm -3硝酸铈铵；0.5mol ·dm -3丙二酸；0.2mol ·dm -3溴酸钾；0.8mol ·dm -3硫酸。
实验仪器：大学化学实验计算机及接口；高精度低温恒温槽；双向磁力加热搅拌器；反应器1个；铂电极1个；饱和甘汞电极1个；滴瓶3个；25ml 量筒2个；10ml 量筒1个；2ml 移液管1支；烧杯1个；洗瓶1个；镊子1把。
实验装置图：2.2 实验条件实验时室温为20.0℃。
在反应过程中，分别设定反应温度为20℃、25℃、30℃、35℃进行4组实验。
2.3 实验操作步骤及方法要点[1]1、检查仪器药品。
2、按装置图接好线路。
3、接通相应设备电源，准备数据采集。
1 计算机及其数据接口2 恒温浴槽3 电极搅拌器，4 饱和甘汞电极5 铂电极图2：B －Z 振荡反应装置图4、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硝酸铈铵溶液。
5、观察溶液的颜色变化，观察反应曲线，出现振荡后，待振荡周期完整重复8~10次后，停止数据记录，保存数据文件。
6、升高温度3~5℃，重复步骤4和5，直到35℃左右。
7、退出数据采集界面。
打开B-Z振荡反应数据处理软件，点击打开文件，找出并打开已保存对应温度下的振荡曲线。
8、输入反应温度。
9、找到加入硝酸铈铵后，曲线变化的起点，将光标停在该点，单击鼠标左键，在左下角显示的该点邻近区域中的点的坐标中，选择该点作为选择诱导期起点。
10、用同样的步骤8中的方法选择诱导期终点。
11、将光标移至振荡曲线的峰值，点击周期点，再将光标移至下一峰值，再次点击周期点。
确定此温度下振荡实验的8个周期点。
12、点击“=>”图标，在右边的表格中显示该温度下振荡反应的诱导期和周期。
13、重复步骤7—12，得到4次不同温度下振荡反应的数据，之后点击计算结果，便求出了B-Z振荡反应的诱导期表观活化能、振荡期表观活化能。
注意事项1. 各个组分的混合顺序对体系的震荡反应有影响，应在丙二酸、溴甲酸、硫酸混合均匀后，且当记录仪的基线走稳后，再加入硝酸铈铵溶液。
为确定诱导期与震荡周期，此过程中应一直连续采集数据。
2. 反应温度可明显的改变诱导期和振荡周期，故应严格控制温度恒定。
3. 实验开始前检查饱和甘汞电极内部溶液与外部盐桥情况，如溶液缺少需及时补加。
若出现气泡应及时消除，否则影响电极使用。
4.实验中溴酸钾试剂纯度要求高，同时防止对于任何试剂的污染。
5. 实验溶液都用硫酸配制，如反应液流到电磁搅拌器上，需及时擦拭干净，减少对仪器的腐蚀，防止漏电。
6、为保证反应数据的准确性，所使用的反应容器一定要冲洗干净，磁力搅拌器中转子位置及速度都必须加以控制。
同时需保证电极与反应液的接触，并防止磁子旋转过程中损坏电极。
3 结果与讨论3.1 原始实验数据不同温度下的电位-时间曲线如下：图3：20℃下的电位-时间曲线图4：25℃下的电位-时间曲线图5：30℃下的电位-时间曲线图6：35℃下的电位-时间曲线3.2计算的数据、结果（1）根据实验得到的电位-时间曲线，在数据处理软件中得到不同温度下的诱导期t诱振温度（℃）20 25 30 35t诱t振t诱t振t诱t振t诱t振数值（s）726.2188 113.0000491.718873.3906 342.7500 48.3906 242.7032 31.9414（2）根据以上数据分别作出ln(1/ t诱)—1/T和ln(1/ t振)—1/T函数图象：图8：ln(1/ t诱)—1/T（其中t诱和T单位均为s）拟合曲线 y = a + bxAdj. R-Square 0.99983系数数值标准偏差a 15.93814 0.21614b -6602.15209 64.95139图9：ln(1/ t 振)—1/T （其中t 振和T 单位均为s ）拟合曲线 y = a + bx Adj. R-Square 0.99995系数数值标准偏差a 21.17367 0.11272 b-7593.4871533.87084诱导期与振荡周期时间与活化能有如下关系：1ln E C t RT ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭所以，由表观活化能E = -Rb (b 为斜率) ，可以求得该反应的表观活化能：E 诱=54.8232 kJ/mol E 振=63.1892 kJ/mol3.3讨论分析1.控制搅拌速度 在实验的最开始，我们采用的搅拌速度过慢，导致数据记录曲线只出现两个波动就趋于平稳，未能观察到周期振荡现象。
而在后续的试验中，调节到合适的搅拌速度，即可观察到周期振荡现象。
对于搅拌速度对化学反应的影响，目前有以下几种解释：一是以内部涨落的观点来解释双稳态转变的过程，认为搅拌可提高扩散速度从而涨落收到抑制，定态之间的跃迁不易发生，导致体系双稳区范围的扩大。
二是从宏观的反应扩散方程出发，将湍流速度场模拟为一个随机的矢量场，在偏离完全均匀状态的一级近似下，把搅拌不充分导致的不完全均匀性归结为某些输运系数的重整化，三是应用微混合理论和模型研究流动体系中搅拌对多重态行为的影响。
但这几种理论都认为由搅拌不充分引起的非均匀性起源于物料的输入过程，并不能很好的解释搅拌对封闭反应系统动力学行为的影响。
[2]然而B-Z振荡体系是封闭的，所以，应更多的考虑搅拌对于反应速率的影响。
由于搅拌与扩散过程密切相关，而扩散过程又可影响反应过程，所以搅拌速率对于B-Z振荡反应体系的影响，应主要为该方面的原因。
2.实验时应注意电极是否完好在进行第二次试验时，数据采集图像出现了在±20mV之间不断波动的情况，且一直无法平稳。
原因是电极内出现了气泡，阻碍了数据传输，并造成不稳定。
之后将气泡排除，实验便可恢复正常。
所以实验时，应注意检查电极是否完好，及时排除干扰因素。
3.在加入硝酸铈铵溶液时不可将电极取出在加入硝酸铈铵溶液之前，已开始进行数据采集，为获得准确的t诱，在加入硝酸铈铵的同时数据采集不能终止，若把电极从溶液中取出，则无法采集到数据，从而造成实验不准确。