BZ振荡反应实验报告
bz化学振荡反应实验报告

bz化学振荡反应实验报告实验目的:1.了解化学振荡反应的基本原理;2.熟悉化学实验室的基本操作;3.观察化学振荡反应过程,探究其变化规律。
实验原理:化学振荡反应是指反应物不断出现和消失的循环过程。
其中,自催化反应是实现化学振荡反应的典型反应。
在自催化反应中,反应产物可以促进反应进行,因此反应可以在产物的作用下不断进行和停止,从而形成化学振荡反应。
实验仪器:量筒、滴定管、烧杯、试管、热水槽、移液管、计时器等。
实验步骤:1.将首先将60ml水倒入一个烧杯中,加入0.6g淀粉,在淀粉溶解的同时加入2ml硫酸稀溶液和2ml钾碘溶液。
2.将50ml的1.0mol/L的NaOH 溶液分别倒入两个不同的烧杯中。
3.在第一烧杯中加入少量硫酸混合溶液,用探棒轻轻搅拌,使其颜色变为深褐色大约30秒,然后加入几滴这种混合溶液,使其颜色变为深蓝色并开始异变。
4.将第二烧杯中的NaOH 溶液用移液管慢慢加到第一烧杯中,观察反应过程。
5.记录反应过程中出现和消失的颜色和时间。
实验结果:1.在加入混合溶液之前,淀粉水是无色透明的;2.加入混合溶液后,淀粉水变为深褐色,在加入几滴混合溶液后,变为深蓝色,并开始异变;3.当加入NaOH 溶液时,深蓝色的溶液会发生颜色变化,有时会变为黄色或橙色;4.出现这种变化的时间间隔不固定,而是在不同的实验中有所不同。
实验结论:通过本次实验,我们了解了化学振荡反应基本原理,以及如何通过实验观察,探究化学振荡反应的变化规律。
实验结果证明,化学振荡反应是反应物出现和消失的循环过程,其中自催化反应常常是实现化学振荡反应的典型反应。
在自催化反应中,反应产物可以促进反应进行,因此反应可以在产物的作用下不断进行和停止,从而形成化学振荡反应。
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。
BZ震荡实验报告

BZ 震荡反应1120132978 杨旭一、 实验目的1) 了解BZ 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。
二、 实验原理化学振荡:反应系统中某些物理量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。
本实验以BrO -3~ Ce +4 ~ CH 2(COOH)2 ~ H 2SO 4作为反映体系。
该体系的总反应为:()()O 4H 3CO COOH 2BrCH COOH 2CH 2BrO 2H 222223++−→−++-+ 体系中存在着下面的反应过程。
过程A :HOBr HBrO 2H Br BrO 2K 32+−→−+++--2HOBr H Br HBrO 3K 2−→−+++-过程B :O H 2BrO H HBrO BrO 22K 234+−→−+++-42K 32Ce HBrO H Ce BrO 5++++−→−+++++−→−H HOBr BrO 2HBrO -3K 26Br - 的再生过程:()++-++++−→−+++6H 3CO 4Ce 2Br HOBrO H COOH BrCH 4Ce 23K 2247当[Br -]足够高时,主要发生过程A ,研究表明,当达到准定态时,有[][][]+-=H BrO K K HBrO 3322。
当[Br -]低时,发生过程B ,Ce +3被氧化。
,达到准定态时,有[][][]+-≈H BrO 2K K HBrO 3642。
研究表明,Br -的临界浓度为:[][][]---⨯==36334crit -BrO 105BrO K K Br若已知实验的初始浓度[BrO -3],可由上式估算[Br - ]crit 。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∝RT E A k t 表诱exp 1,并得到 RT E A t 表诱=-ln 1ln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 作图⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛诱t 1ln ~T 1,根据斜率求出表观活化能表E 。
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。
BZ振荡反应-实验报告

B-Z 振荡反应实验日期:2016/11/24 完成报告日期:2016/11/25 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 实验原理对于以B-Z 反应为代表的化学振荡现象,目前被普遍认同的是Field ,kooros 和Noyes 在1972年提出的FKN 机理,,他们提出了该反应由萨那个主过程组成:过程A ①322BrO Br H HBrO HOBr --+++→+ ②22HBrO Br H HOBr -+++→ 式中2HBrO 为中间体,过程特点是大量消耗Br -。
反应中产生的HOBr 能进一步反应,使有机物MA 如丙二酸按下式被溴化为BrMA,(A1)22HOBr Br H Br H O -+++→+(A2)2Br MA BrMA Br H -++→++过程B ③32222BrO HBrO H BrO H O -++++僩 ④342222222BrO Ce H HBrO Ce ++++→+g这是一个自催化过程,在Br -消耗到一定程度后,2HBrO 才转化到按以上③、④两式进行反应,并使反应不断加速,与此同时,催化剂3Ce +氧化为4Ce +。
在过程B 的③和④中,③的正反应是速率控制步骤。
此外,2HBrO 的累积还受到下面歧化反应的制约。
⑤232HBrO BrO HOBr H -+→++过程C MA 和BrMA 使4Ce +离子还原为3Ce +,并产生Br -(由BrMA )和其他产物。
这一过程目前了解得还不够,反应可大致表达为:⑥24Ce ++MA +BrMA →f Br -+23Ce ++其他产物式中f 为系数,它是每两个4Ce +离子反应所产生的Br -数,随着BrMA 与MA 参加反应的不同比例而异。
过程C 对化学振荡非常重要。
如果只有A 和B ,那就是一般的自催化反应或时钟反应,进行一次就完成。
B-Z振荡反应实验报告

B-Z 振荡反应姓名:刘若晴 学号:2007011980 班级:材72同组实验者:穆浩远、曾燕群 带实验的老师:王老师1 引言(简明的实验目的/原理)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。
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:FKN 机理序号 机理步骤 速率或速率常数 (1) 22HOBr Br H Br H O -++++ 1116291110108----=⋅⋅⨯=s k s dm mol k(2) HOBr H Br HBrO k 222−→−+++- 16292102--⋅⋅⨯=s dm mol k(3) HOBr HBrO H Br BrO k +−→−+++--2332 19331.2--⋅⋅=s dm mol k(4) +-++−→−H HOBr BrO HBrO k 324213174104--⋅⋅⨯=s dm mol k (5) O H BrO k k H HBrO BrO 2255232+++-+- 1317516245102100.1-----⋅⋅⨯=⋅⋅⨯=sdm mol k s dm mol k (6)++++−→←++42326Ce HBrO H Ce BrO k 快速 (7) +-++−→−+H Br BrMA MA Br k 72]][[103.127MA H k +-⨯= (8) 8423262626k Ce MA H O Ce HCOOH CO H +++++−−→+++ ][53.0]][[108.8428MA MA Ce k +⨯=+- (9) +-++++++−→−++HCO HCOOH Br Ce O H BrMA Ce k 5242423249 ][20.0]][[107.1429BrMA BrMA Ce k +⨯=+- (10) +-++−→−+H CO Br HCOOH Br k 222210 ][]][[105.72310+-⨯=H HCOOH Br 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。
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。
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:BZ 振荡反应一.实验目的1.了解 BZ 振荡反应的基本原理。
2.观察化学振荡现象。
3.练习用微机处理实验数据和作图。
二.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。
以 BrO 3 ~ Ce+4 ~ CH2(COOH)2 ~ H2SO4 体系为例加以说明。
该体系的总反应为: 2H 2BrO3 2CH2 COOH2 2BrCHCOOH2 3CO2 4H2 O体系中存在着下面的反应过程:K2 过程 A: BrO3 Br 2H HBrO2 HOBrK3 HBrO2 Br H 2HOBr(C21.B) (C21.C) (C21.D) (C21.E) (C21.F)K4 过程 B: BrO3 HBrO2 H 2BrO2 H 2 OK5 BrO2 Ce 3 H HBrO2 Ce 4K6 2HBrO2 BrO3 HOBr H Br- 的再生过程:4Ce 4 BrCH COOH 2 H 2 O HOBrK7 2Br 4Ce 3 3CO 2 6H (C21.G) 由反应 C21.C 和 C21.D 可以看出:Br- 和 BrO 3 是竞争 HbrO2 的。
当 K3 [Br- ]>K4[BrO 3 ]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:1Br -critK4 BrO3 5 106 BrO3 K3(C21.1)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 E表 1 k A exp RT ,并得到 t诱 1 ln t 诱 E =lnA - 表 RT (C21.2) 1 1 作图 ln t ~ T ,根据斜率求出表观活化能 E 表 。
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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++2224Ce +BrCH(COOH)+H O+HOBr 2Br +4Ce +3CO +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。
Br -不断消耗,当Br -消耗到临界值以下,则反应(2)、(3)为主导作用,而反应(5)、(6)几乎不发生。
由此可见,反应系统中Br -浓度的变化相当于一个“启动”开关,当-
-Br Br ,c C C 时,反应(2)、(3)起主导作用,通过反应(4)不断使Br -积累;当-
-Br Br ,c C C 时,反应(5)、(6)起主导作用,Br -又被消耗。
由于反应(2)、(3)中存在自催化过程,使动力学方程式中出现
非线性关系,导致反应系统出现振荡现象。
Br -
在(5)、(6)中消耗,又在反应(4)中产生;Ce 3+、Ce 4+分别在(3)、(4)中消耗和产生,所以Br -、Ce 3+、Ce 4+在反应过程中浓度会出
现周期性变化,而-3BrO 和22CH (COOH)反应物,在反应过程中不断消耗,不会再生,因此,它们不会出现振荡现象。
-Br ,c C 值又反应(2)
、(6)可求得 -+-+223
6HBrO 2HBrO Br ,c H BrO H C C C C C C k k = 所以 ---33
626Br ,c BrO BrO C C /510C k k -=≈⨯ 三、仪器与试剂:
ZD-BZ 振荡实验装置; SYC -15B 超级恒温水浴;
磁珠(搅拌器); 反应器100ml ;
217型甘汞电极; 213型铂电极;
数据采集接口装置; 计算机;
溴酸钾(GR ); 硝酸铈铵(AR );
丙二酸(AR ); 浓硫酸(AR )。
四、实验步骤:
1.用1.003
mol dm -⋅硫酸作217型甘汞电极盐桥;
2.按图连接好仪器,打开超级恒温水浴,将温度调节至25.0±0.1℃;
3.配制0.453mol dm -⋅丙二酸250ml 、0.253mol dm -⋅溴酸钾250ml 、3.003mol dm -⋅硫酸
250ml ;在0.203mol dm -⋅硫酸介质中配制33
410mol dm --⨯⋅的硫酸铈铵250ml 。
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15ml ;
5.在反应器中放入磁珠,并调节合适的速度;
6.将电压测量仪置于2V 档,将正负极短接调零后,将甘汞电极接负极,铂电极接正极;
7.打开计算机上的BZ 振荡反应实验系统软件,点击“数据通讯” → “开始通讯”选项,输入体系温度;
8.恒温10min 后,加入硫酸铈铵溶液15ml ,观察溶液颜色的变化,同时点击确定开始记录相应的变化电势;
9.观察图中电势的变化情况,在经过4个振荡周期后,点击菜单“数据通讯” → “停止通讯”结束记录;
10.点击菜单“文件” → “保存”保存反映曲线;
11.用上述方法将温度设置为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃重复实验,记录下每个温度下的反应曲线并保存;
12.点击表现活化能面板,点击菜单“文件” → “打开”打开25℃-50℃的6个反应曲线;
13.点击放大25℃反应曲线,然后点击菜单“数据处理” → “计算活化能参数”,然后点击鼠标右键确定诱导时间(tu)和振荡周期(tz)。
14.用上述方法求出30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的诱导时间(tu)和振荡周期(tz)
15.点击菜单“数据处理” → “数据映射”将数据映射到表格中,然后点击“数据处理” → “计算表现活化能”,作图并计算出诱导表现活化能和振荡表现活化能。
五、注意事项
1.实验中溴酸钾试剂要求纯度高,为GR 级;其余为AR 级。
2.配制硫酸铈铵溶液时,一定要在0.23
mol dm -⋅硫酸介质中配制,防止发生水解呈浑浊。
3.反应器应清洁干净,磁珠和速度都必须加以控制。
4.实验前必须将电压仪正负极短接后调零。
5.跟电脑连接时,要用专用通讯线将电压测量仪的串行口与电脑串行口相接,在相应软件下工作
六、思考题
1.试述影响诱导期的主要因素。
答:中间体的生成速率。
2.初步说明BZ振荡反应的特征及本质。
答:BZ振荡反应的特征如下:(1)反应必须是敞开系统,且远离平衡态;(2)反应历程中应包含自催化的步骤;(3)系统具有双稳定性。
BZ振荡反应的本质是必然是耗散结构,化学振荡的动力学具有非线形的微分速率公式。
3.说明实验中测得的电势的含义。
答:说明离子的浓度随时间的周期性变化情况从而导致电势周期性的发生变化。