BZ震荡清华大学物理化学实验报告
BZ振荡反应实验报告
验九 BZ 振荡反应一、实验目的1.了解BZ 振荡反应的基本原理；体会自催化过程是产生振荡反应的必要条件。
2.初步理解耗散结构系统远离平衡的非线性动力学机制。
3.掌握测定反应系统中电势变化的方法；了解溶液配制要求及反应物投放顺序。
二、实验原理自然界存在大量远离平衡的敞开系统，它们的变化规律不同于通常研究的平衡或近平衡的封闭系统，与之相反，它们是趋于更加有秩序、更加有组织。
由于这类系统在其变化过程中与外部环境进行了物质和能量的交换，并且采用了适当的有序结构来耗散环境传来的物质和能量，这样的过程称为耗散过程。
受非线性动力学控制，系统变化显示了时间、空间的周期性规律。
目前研究的较多、较清楚的典型耗散结构系统为BZ 振荡反应系统，即有机物在酸性介质中被催化溴氧化的一类反应，如丙二酸在Ce 4+的催化作用下，自酸性介质中溴氧化的反应。
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 的名字而命名的，其化学反应方程式为：-+3222222BrO +3CH (COOH)+2H 2BrCH(COOH)+3CO +4H O = （1）真实反应过程是比较复杂的，该反应系统中HBrO 2中间物是至关重要的，它导致反应系统自催化过程发生，从而引起反应振荡。
为简洁的解释反应中有关现象，对反应过程适当简化如下：当Br －浓度不高时，产生的HBrO 2中间物能自催化下列过程： -+3222BrO +HBrO +H 2BrO +H O = （2） 3++4+22BrO +Ce +H HBrO +Ce = （3）在反应（3）中快速积累的Ce 4+又加速了下列氧化反应： 4+-3+2224C e+B r C H (C O O H )+H O +H O B r 2B r +4C e +3C O +6H= （4） 通过反应（4），当达到临界浓度值-Br ,c C 后，反应系统中下列反应成为主导反应： --+32BrO +Br +2H HBrO +HOBr = （5） -+2HBrO +Br +H 2HOBr = （6）反应（6）与反应（2）对HBrO 2竞争，使得反应（2）、（3）几乎不发生。
bz振荡反应实验报告
bz振荡反应实验报告bz振荡反应实验报告引言：振荡反应是化学中一种非常有趣且复杂的现象，它常常表现出周期性的变化。
本实验旨在通过观察和研究bz振荡反应，深入了解其机理和特性。
实验目的：1. 观察bz振荡反应的现象和规律；2. 探究影响bz振荡反应的因素；3. 分析振荡反应的动力学特性。
实验材料和方法：材料：甲醛、硫酸、硫酸铁、碘化钾、硫酸铜、稀硫酸、蒸馏水等；方法：按照实验步骤进行操作。
实验步骤：1. 准备工作：清洗实验器材，准备所需试剂；2. 液体A的制备：将甲醛、硫酸和硫酸铁按一定比例混合，得到液体A；3. 液体B的制备：将碘化钾、硫酸铜和稀硫酸按一定比例混合，得到液体B；4. 实验装置的搭建：将液体A和液体B分别倒入两个烧瓶中，通过U型管将两个烧瓶连接起来；5. 观察实验现象：观察烧瓶中液体颜色的变化，记录变化的时间和规律。
实验结果与分析：在实验过程中，我们观察到了bz振荡反应的明显现象。
起初，液体A和液体B 分别呈现深蓝色和黄色。
当两者混合后，液体的颜色会发生周期性的变化，从深蓝色到无色，再到深蓝色，如此往复。
通过记录实验过程中颜色变化的时间和规律，我们发现了一些有趣的现象。
首先，颜色变化的周期并不固定，有时短暂，有时较长。
其次，液体颜色变化的速度也存在差异，有时快速，有时缓慢。
这些现象表明，bz振荡反应受到多种因素的影响。
为了更好地理解bz振荡反应的机理，我们进一步探究了影响反应速率的因素。
实验中我们改变了液体A和液体B的浓度、温度和pH值等条件。
结果显示，液体A和液体B的浓度越高，反应速率越快；温度升高也会加快反应速率；而pH值的变化则对反应速率影响较小。
此外，我们还对bz振荡反应的动力学特性进行了分析。
通过实验数据的处理和计算，我们得到了反应速率与浓度的关系曲线，发现其呈现非线性的特点。
这表明bz振荡反应可能涉及到多个中间物质的生成和消耗，反应过程较为复杂。
结论：通过本次实验，我们深入了解了bz振荡反应的特性和机理。
物化实验报告-BZ振荡实验
B-Z振荡反应2011011743 分1 黄浩同组人姓名：李奕实验日期：2013-11-2 提交报告日期：2013-11-8指导教师：王振华1 引言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 实验原理所谓化学振荡就是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。
1958年，Belousov首次报道在以金属铈离子作催化剂的条件下，柠檬酸被溴酸氧化的均相系统可呈现这种化学振荡现象。
随后，Zhabotinsky继续了该反应的研究。
到目前为止，人们发现了一大批可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统。
例如，除了柠檬酸外，还有许多有机酸（如丙二酸、苹果酸、丁酮二酸等）的溴酸氧化反应系统能出现振荡现象，而且所用的催化剂也不限于金属铈离子，铁和锰等金属离子可起同样的作用。
后来，人们笼统地称这类反应为B-Z反应。
目前，B-Z反应是最引人注目的实验研究和理论分析的对象之一。
该系统相对来说比较简单，其振荡现象易从实验中观察到。
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2-11-1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：i 222按照FKN 机理，可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。
物化化学振荡实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解化学振荡现象的基本原理和规律。
2. 通过实验，观察化学振荡现象，加深对化学振荡机理的理解。
3. 掌握化学振荡实验的操作方法和数据处理方法。
二、实验原理化学振荡是指反应体系中某些物理量（如浓度、颜色、电位等）随时间呈周期性变化的现象。
Belousov-Zhabotinski（B-Z）反应是典型的化学振荡反应，其机理至今尚未完全明了，但普遍认为FKN机理较为合理。
B-Z反应的基本原理如下：1. 有机酸（如丙二酸）与溴酸盐在酸性条件下发生反应，生成中间产物。
2. 中间产物进一步反应，产生大量HBrO，使溶液呈酸性。
3. 酸性条件下，溴酸盐被还原生成Br2，Br2与有机酸再次反应，生成中间产物。
4. 如此循环，形成化学振荡。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：CH2(COOH)2（丙二酸）、KBrO3（溴酸盐）、H2SO4（硫酸）、蒸馏水。
2. 实验仪器：烧杯、滴定管、搅拌器、pH计、计时器、比色皿、移液管。
四、实验步骤1. 准备实验溶液：取一定量的KBrO3和CH2(COOH)2，加入适量H2SO4，用蒸馏水定容至100mL。
2. 按照实验设计，取适量实验溶液置于烧杯中。
3. 将烧杯置于搅拌器上，打开计时器。
4. 观察溶液颜色变化，记录颜色变化时间。
5. 使用pH计测量溶液pH值，记录pH值随时间的变化。
6. 比色皿中放入实验溶液，观察颜色变化，记录颜色变化时间。
五、实验数据与处理1. 记录实验数据，包括颜色变化时间、pH值随时间的变化等。
2. 对实验数据进行处理，如绘制pH值随时间变化的曲线、颜色变化时间与时间的关系曲线等。
3. 分析实验数据，探讨化学振荡现象的机理。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，溶液颜色随时间呈周期性变化，振荡周期约为30分钟。
2. 实验数据显示，溶液pH值随时间呈周期性变化，振荡周期与颜色变化周期基本一致。
3. 通过对实验数据的分析，得出以下结论：a. B-Z反应体系中，有机酸与溴酸盐发生反应，生成中间产物，使溶液呈酸性。
bz振荡实验报告
bz振荡实验报告
《bz振荡实验报告》
实验目的：通过对bz振荡实验的观察和分析，探究化学反应中的振荡现象，并深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
实验材料和方法：实验中所需材料包括苯乙烯、溴化钾、硫酸、硫酸铁、甲酸和氢氧化钠等化学试剂，以及玻璃容器、计时器和温度计等实验仪器。
实验步骤包括将苯乙烯、溴化钾和硫酸铁依次加入玻璃容器中，然后加入甲酸和氢氧化钠，观察反应过程中的颜色变化和振荡现象，并记录实验数据。
实验结果：在实验过程中，观察到了反应溶液由无色到黄色再到蓝色的变化，同时伴随着溶液的振荡现象，呈现出周期性的颜色变化。
通过记录实验数据，得出了反应物浓度、温度和反应速率等因素对振荡现象的影响规律，从而深入探讨了化学反应动力学的相关知识。
实验结论：通过对bz振荡实验的观察和分析，我们深入了解了化学反应中的振荡现象及其规律，加深了对反应动力学和化学动力学的理解。
这对于进一步研究化学反应机理和应用化学反应于工业生产等方面具有重要意义。
总结：bz振荡实验是一项具有重要意义的化学实验，通过实验我们不仅可以观察到化学反应中的振荡现象，还可以深入了解反应动力学和化学动力学的相关知识。
希望通过本次实验报告的分享，能够对化学爱好者和学习者有所帮助，激发大家对化学科学的兴趣和热爱。
实验三十七BZ振荡反应
根据t诱与温度数据作lnl/t诱～1／T图，求出表现活化能。
实验讨论
1、实验中溴酸钾试剂纯度要求高。 2、217 型甘汞电极用lmol·L -1H2SO4作液接。 3、配 0.004 mol·L -1的硫酸铈铵溶液时，一定要在 0.20 mol·L -1硫酸介质中配制。防止发 生水解呈混浊。 4、所使用的反应容器一定要冲洗干净，转子位置及速度都必须加以控制。
kf
kf + knr
（38-10）
Φ=
k f [ A* ]
=
kf
k f ⋅[ A* ] + knr ⋅[ A* ] + kq ⋅[Q] ⋅[ A* ] k f + knr + kq ⋅[Q]
（38-11）
Φ0、Φ分别表示不加和加猝灭剂时的光量子产率。而
I0 = Φ0 =
k f /(k f + knr )
度后，再稳定 5 分钟，加入 10mL硫酸铈铵(4X10-3mol/L)后，点击“开始实验”，输入文件名，
保存实验波形及数据。注意观察溶液颜色的变化及信号电压值的变化。观察反应曲线，待反
应完成后，按“查看峰谷值”键可观察各波的峰、谷值。
7．如果需要打印此次实验波形，按下“打印”键，选择打印比例，程序根据操作者选择的
BrO3- + HBrO2 + H+ KK3 4
2BrO2 + H2O
（37-3）
BrO2 + Ce+3 + H+
HBrO2 + Ce+4
（37-4）
2HBrO2 KK5 5
BrO3- + HOBr + H+
实验八BZ振荡反应实验报告
实验八 BZ 振荡反应一、实验目的1.了解BZ 振荡反应的基本原理；体会自催化过程是产生振荡反应的必要条件。
振荡反应的基本原理；体会自催化过程是产生振荡反应的必要条件。
2.初步理解耗散结构系统远离平衡的非线性动力学机制。
初步理解耗散结构系统远离平衡的非线性动力学机制。
3.掌握测定反应系统中电势变化的方法；了解溶液配制要求及反应物投放顺序。
掌握测定反应系统中电势变化的方法；了解溶液配制要求及反应物投放顺序。
二．仪器与试剂：仪器NDM －1电压测量仪；数据采集接口装置；采集接口装置； 计算机；反应器100ml ；SYC －15B 超级恒温水浴；磁力搅拌器；217型甘汞电极； 213型铂电极；型铂电极；药品溴酸钾（GR ）；硝酸铈铵（AR ）；丙二酸（AR ）； 浓硫酸（AR ）三、实验步骤：1.1.用用1.003mol dm -×硫酸作217型甘汞电极液接；型甘汞电极液接；2.2.按图连接好仪器，打开超级恒温水浴，将温度调节至按图连接好仪器，打开超级恒温水浴，将温度调节至30.030.0±±0.10.1℃；℃；℃；3.3.配制配制0.453mol dm -×丙二酸250ml 250ml、、0.253mol dm -×溴化钾250ml 250ml、、3.003mol dm -×硫酸250ml 250ml；在；在0.203mol dm -×硫酸介质中配制33410mol dm --´×的硫酸铈铵250ml 250ml。
4.4.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15ml 15ml；；5.5.打开磁力搅拌器，调节合适速度；打开磁力搅拌器，调节合适速度；打开磁力搅拌器，调节合适速度；6.6.将精密数字电压测量仪置于分辨率为将精密数字电压测量仪置于分辨率为0.1mV 档（即电压测量仪的2V 档），且为“手动”状态，甘汞电极接负极，铂电极接正极；态，甘汞电极接负极，铂电极接正极；7.7.恒温恒温5min 后，加入硫酸铈铵溶液15ml 15ml，观察溶液颜色的变化，同时开始计时并记录相应，观察溶液颜色的变化，同时开始计时并记录相应的变化电势；的变化电势；8.8.电势变化首次到最低时，记下时间电势变化首次到最低时，记下时间t 诱；9.9.用上述方法将温度设置为用上述方法将温度设置为3030℃、℃、℃、353535℃、℃、℃、404040℃、℃、℃、454545℃、℃、℃、505050℃重复实验，并记下℃重复实验，并记下t 诱；10.10.根据根据t 诱与温度数据ln(1/ln(1/)1/t T 诱作图。
BZ振荡反应设计实验报告[论文设计]
BZ振荡反应设计实验报告[论文设计] 设计性实验报告实验名称酸对B-Z振荡反应的影响实验报告人学号班级同组人实验日期 2013 年月日室温 9.9? 大气压 102.78KPa指导老师评分1、前言1.1背景材料在化学反应中，反应产物本身可作为反应催化剂的化学反应称为催化反应。
一般的化学反应最终都能达到平衡状态(组分浓度不随时间而改变)，而在自催化反应中，有一类是发生在远离平衡态的体系中，在反应过程中的一些参数(如压力、温度、热效应等)或某些组分的浓度会随时间或空间位置作周期的变化，人们称之为“化学振荡”。
由于化学振荡反应的特点，如体系中某组分浓度的规律变化在适当条件下能显示出来时，可形成色彩丰富的时空有序现象(如空间结构、振荡、化学波……等)。
这种在开放体系中出现的有序耗散结构也证明负熵流的存在，因为在开放体系中，只有足够的负熵流才能使体系维持有序的结构。
化学振荡属于时间上的有序耗散结构。
别洛索夫(Belousov)在1958年首先报道以金属锌离子作催化剂在柠檬酸介质中被溴酸盐氧化时某中间产物浓度随时间周期性变化的化学振荡现象，扎勃丁斯基(Zhabotinski)进一步深入研究在1964年证明化学振荡体系还能呈现空间有序周期性变化现象。
为纪念他们最早期的研究成果，，将后来发现大量的可呈现化学振荡的含溴酸盐的反应体系称为B-Z振荡反应。
[1]1.2实验原理随着研究的深入，发现所有的振荡反应都含有自催化反馈步骤，同时也发现了许多能发生振荡反应的体系(振荡器Dscillator)尽管如此，但化学振荡的动力学机理，特别是产生时一些有序现象的机理仍不完全清楚。
对于B-Z振荡反应，人们比较认可的FKN机理，是由Field、Koros、Noyes等完成的对[2]含溴酸盐体系的B,Z振荡反应进行设计性的探讨。
4+3+CeCe将溴酸钾、硫酸、丙二酸与硝酸铈溶液混合，由于呈黄色而无色，反应中可以观察到体系在黄色和无色之间作周期性的振荡。
BZ振荡反应实验报告
B-Z振荡反应姓名：何一白学号：2012011908班级：化22实验日期：2014年11月6日提交报告日期：2014年11月22日带实验的老师姓名：王振华引言（简明的实验目的/原理）1.1实验目的了解BelousoT-Zhabotmski 反应的机理通过测定电位-时间曲线球的振荡反应的表观活化能1.2实验原理化学震荡：反映系统中某些物理量（如组分浓度）随时间做周期性变化B-Z反应机理：在硫酸介质中以金属铀离子做催化剂的条件下，丙二酸被澳酸氧化一一FKN机理（共十步）系统中[Br]. [HBrO2], [Ce4+]/[Ce3-]都随时间做周期性的变化。
测量及数据：我们用浪离子选择电极和钳丝电极分别测定[B「]和[Ce4]/[Ce3j随时间变化的曲线，处理数据得到诱导期时间及丧荡周期。
由1/t诡，1/t纵分别衡量诱导期和振荡周期反应速率的快慢，综合不同温度下的5和皿，估算表观活化能E斛E论实验操作2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图2.1.1实验仪器计算机及接口一套：HSH型精密恒温浴槽：电磁搅拌器：反应器1个：钳电极1个；饱和甘汞电极1个：滴瓶3个；量筒3个：21H1移液管1支：洗瓶1个：银子1把；2.1.2实验药品0.02 mol'L 硝酸铀披：0.5 moVL 丙二酸；0.2 moll 渙酸钾：0.8mol/L 硫酸。
2.2实验条件（实验温度、湿度、压力等）实验室温度163°C,大气压102.19kPa2.3实验操作步骤及方法要点1•检査仪器药品。
2•按装置图（如图1所示）接好线路。
图IB Z振荡反应实验装宜图3•接通相应设备电源，准备数据采集。
4•调节恒温槽温度为20°C。
分別取7ml丙二酸、15ml澳酸钾、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硝酸铀钱溶液。
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，停止数拯记录，保存数据文件后记录恒温槽温度，从数据文件中读出相应的诱导期检和振荡周期0。
物理化学实验报告-BZ振荡反应
物理化学实验报告-BZ振荡反应
BZ振荡反应是一种经典的化学振荡反应，其特点在于反应体系呈现周期性的颜色变化。
本实验通过观察和分析BZ振荡反应的颜色变化规律，探究了振荡反应机制以及影响反应速率的因素。
实验步骤：
1. 准备工作：准备好测量药品、试管、电子秤等实验装置。
2. 实验操作：将准备好的药品按比例加入试管中，同时加入适量的稀盐酸，用玻璃
棒搅拌均匀。
观察试管液体的颜色变化，当液体呈现蓝色时加入适量的碘离子，不断观察
颜色变化。
3. 观察结果：当反应发生时，液体的颜色会出现周期性变化，从蓝色开始逐渐变为
无色、黄色、橙色、红色等颜色，然后再逐渐回到蓝色。
4. 分析结果：在反应过程中，反应物和产物的浓度随时间而变化，从而导致反应速
率的变化。
此外，碘离子的加入可促进反应的发生，同时稀盐酸的存在也可能影响反应速率。
5. 实验探究：改变反应物的浓度、温度等因素，可以对BZ振荡反应进行更深入的探究，以了解其反应机制和影响因素。
结论：
BZ振荡反应是一种周期性的化学振荡反应，其反应速率随着反应物和产物的浓度变化而变化。
碘离子的加入可促进反应的发生，而稀盐酸的存在也可能影响反应速率。
通过改
变反应物的浓度、温度等因素，可以进一步探究BZ振荡反应的反应机制及影响因素。
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计算机及接口一套；HS-4 型精密恒温浴槽；电磁搅拌器；反应器1个；铂电极1个； 饱和甘汞电极1个；滴瓶3个；量筒3个；2ml 移液管1 支；洗瓶1个；镊子1 把； 0.02mol/L硝酸铈铵；0.5mol/L丙二酸；0.2mol/L溴酸钾； 0.8mol/L硫酸。
3.2 计算的数据、结果
实验中我们从开始加入溶液后开始计时，因而诱导期时间是从计时开始到电位曲线出现明显下降结束。
对于化学振荡的取峰值进行分析，则可以得到振荡周期，所得实验结果如下表所示：
温度/℃
诱导期/S
振荡周期/S
20
671.2
113.9
25
523.1
69.6
31
297.1
46.5
37
207.0
同时发生的反应为（5）+（6）
2������������3+ + ������������������������2 + ������������������3− + 3������+ → 2������������4+ + 2������������������������2 + ������2������
k3 2.1mol 3 dm9 s 1 k4 4 107 mol 1 dm3 s 1 k5 1.0 104 mol 2 dm6 s 1 k5 2 107 mol 1 dm3 s 1
快速
k7 1.3102[H ][MA]
这两个反应的特点是整体上来说维持铈离子在+4 价，转化了一部分 BrO3-为 HBrO2，同时由于反应（4） 的存在，随着 HBrO2 的增加，一部分 HBrO2 也会转化为 HOBr：
2������������������������2 → ������������������3− + ������������������������ + ������+
B-Z 振荡反应
曾宪丰 2013012336 基科 33 同组同学：吴之晨、侯佳悦、李阳 实验日期：2015 年 9 月 21 日 提交报告日期：2015 年 9 月 22 日
指导老师：孙科强 1. 引言
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。
3.45
1/T (X10-3K)
图 7 ln 1 − 1关系图
������诱 ������
由图中线性拟合可以得到曲线斜率为-6.5496，相关系数 R2=0.9868 可以得到表观活化能 E 诱=6.5496×8.314=54.45kJ/mol 这一部分线性系数不高，我认为原因主要是由于曲线在温度较高时突变不明显，曲线在诱导期末期 呈现一段平滑曲线，难以选择诱导期末端点进行计算导致的。
事实上，反应（11），（12）是本实验中的一对核心竞争反应，当[Br-]浓度低时，（11）反应占主导，电 位升高，[Br-]浓度高时，（12）占主导，电位下降。
有关反应诱导期的讨论：
在反应开始时，溶液中存在大量的[Ce4+]，[BrO3-]，[MA]，
首先发生反应（8）:
6������������4+ + ������������ + 2������2������ → 6������������3+ + ������������������������������ + 6������+ + ������������2
k8
8.8 102[Ce4 ][MA] 0.53 [MA]
k9
1.7 102[Ce4 ][BrMA] 0.20 [BrMA]
k 10
7.5 103[Br2 ][HCOOH] [H ]
注：ki 代表第 i 个反应步骤的速率，MA 和 BrMA 分别为 CH2(COOH)2 和 BrCH(COOH)2 的缩写。
(1)
������
=
−
������ ������������
+
������
⇒ ������ = −斜率 × ������
ln(1/t)
-5
-5.2
-5.4
-5.6
-5.8
-6
y = -6.5496x + 15.791
-6.2
R²= 0.9868
-6.4
-6.6
-6.8
3.2
3.25
3.3
3.35
3.4
2HBrO2 k4 BrO3 HOBr H
BrO3 HBrO2 H k5 2BrO2 H2O k5
BrO2 Ce3 H k6 HBrO2 Ce4
Br2 MA k7 BrMA Br H
6Ce4 MA 2H2O k8
6Ce3 HCOOH 2CO2 6H
4Ce4 BrMA 2H 2O k9
4Ce3 Br HCOOH 2CO2 5H
Br2 HCOOH k102Br CO2 2H
k1 8 109 mol 2 dm6 s 1 k1 110s 1 k2 2 109 mol 2 dm6 s 1
100
200
300
400
500
图 5 31℃溶液电位差-时间变化趋势
600
700
时间(s)
电位(mV)
1400 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000
950 900
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
时间(s)
图 6 37℃溶液电位差-时间变化趋势
可以得到表观活化能 E 振=7.5207×8.314=62.53kJ/mol
3.3 讨论分析
通过对数据的处理，我们得到了该反应表观诱导期活化能 E 诱=54.45kJ/mol，表观振荡期活化能 E 振
=62.53kJ/mol，通过对于两个活化能的比较，发现振荡期的表观活化能似乎略大于诱导期，关于这个我们将
注意事项：
1. 各个组分的混合顺序对体系的振荡行为有影响。应在丙二酸、溴酸钾、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。 2. 反应温度可明显地改变诱导期和振荡周期，故应严格控制温度恒定。 3. 实验中溴酸钾试剂纯度要求高。 4. 配制硝酸铈铵溶液时候，一定要在硫酸介质中配制，防止发生水解呈浑浊。 5. 所使用的反应容器一定要冲洗干净，转子位置及速度都必须加以控制。
1350电位(mV) Nhomakorabea1300
1250
1200
1150
1100
1050
1000
950
900 0
200
400
600
800
图 4 25℃溶液电位差-时间变化趋势
1000
1200 时间(s)
电位(mV)
1400 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000
950 900
0
2.2. 实验条件（实验温度、湿度、压力等）
温度18.5℃，相对湿度36%，大气压102.17kPa
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（如图 2 所示）接好线路。
图 2. B－Z 振荡反应实验装置图 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。 3. 接通相应设备电源，准备数据采集。 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，保存数据文件后记录恒温槽温度，从数据文件中读出相应的诱导期t诱和振荡周期t振。 6. 升高温度 3~5℃，重复步骤 4 和 5，直到 35℃左右。
到此为止，溶液中的整体反应为一部分 BrO3-转化为 HBrO2 与 HOBr。 溶液中一旦产生了大量 HOBr，它们会立刻与溶液中痕量的 Br-反应（1）：
������������������������ + ������+ + ������������− → ������������2 + ������2������
[Ce3+]将被氧化成为[Ce4+]，而仅有当[Br-]离子较低时，该反应才能发生，否则将会主要发生反应（1）、 （2）、（3）、（7）的加和反应：
BrO3 2Br 3CH2 (COOH)2 3H 3BrCH(COOH)2 3H2O （12）
因此，反应被引发的标志则为明显的[Br-]浓度增加，增加到足以使反应（12）竞争过反应（11），维持 溶液中的铈离子停留在+3 价，则反应被诱发。
图 1. B-Z 体系典型铈离子和溴离子浓度的振荡曲线 从上述的分析可以看出，系统中[Br－]、[HBrO2]和[Ce4+]/[Ce3+]都随时间作周期性地变化。在实验中我 们可以用溴离子选择电极和铂丝电极分别测定[Br－] 和[Ce4+]/[Ce3+]随时间变化的曲线。另外，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。
3 结果与讨论 3.1 原始实验数据