化学振荡反应实验条件的研究

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。

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：序号 机理步骤 速率或速率常数 （1）22HOBr Br HBr H O -++++1116291110108----=⋅⋅⨯=sk s dm mol k（2）HOBr H Br HBrO k 222−→−+++- 16292102--⋅⋅⨯=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。

bz振荡反应实验对原理的理解及数据补充以bz振荡反应实验对原理的理解及数据补充为标题的文章引言：化学实验是学习化学知识的重要方式之一，它能够帮助我们更好地理解化学原理。

本文将以bz振荡反应实验为例，探讨其原理以及通过补充数据进一步加深对该实验的理解。

一、bz振荡反应实验的原理bz振荡反应也被称为贝尔神奇反应，是一种自发发生的非平衡反应，其反应物主要包括苹果酸、次硫酸钠、溴化钾和硫酸等。

反应过程中出现的颜色变化是这一实验的显著特点。

实验步骤如下：1. 在试管中加入适量的苹果酸溶液；2. 加入适量的次硫酸钠溶液，使溶液呈现酸性；3. 加入适量的溴化钾溶液，使溶液呈现黄色；4. 缓慢加入硫酸，促使反应发生。

反应过程中液体的颜色会发生变化，从黄色逐渐变为蓝色，然后再变为无色，不断重复这一过程，形成振荡。

二、对bz振荡反应实验的理解bz振荡反应实验的原理与反应速率的变化密切相关。

在反应初始阶段，溴化钾与次硫酸钠反应生成溴离子，此时反应物浓度较高，反应速率较快，溶液呈现黄色。

随着反应的进行，溴离子逐渐被氧化，溶液中的溴浓度减小。

当溴浓度低于某个临界值时，反应速率降低，溶液呈现蓝色。

当溴离子完全被氧化完毕时，反应速率再次增加，溶液变为无色。

这种速率的变化导致了溶液颜色的振荡变化。

通过实验数据的补充，我们可以更深入地理解bz振荡反应实验。

例如，可以通过改变反应物浓度、温度等条件来观察振荡的频率和颜色变化。

实验数据的补充可以帮助我们建立更准确的数学模型，以解释bz振荡反应的机理。

此外，还可以通过添加不同的催化剂来观察其对反应速率和振荡行为的影响，进一步揭示反应的动力学过程。

三、实验数据的补充以下是一组实验数据，通过改变反应物浓度来观察振荡的行为。

实验条件：- 反应物A：苹果酸溶液浓度为0.1mol/L；- 反应物B：次硫酸钠溶液浓度为0.2mol/L；- 反应物C：溴化钾溶液浓度为0.05mol/L；- 反应物D：硫酸溶液浓度为0.5mol/L。

乙酰乙酸乙酯—br化学振荡反应的研究乙酰乙酸乙酯-Br化学振荡反应是一种典型的化学振荡反应，该反应
是指在匀相液相中，由于化学反应产生的物质浓度变化而引起的反应速率
的周期性变化，从而产生振荡的化学反应。

该反应通常是由三个物质组成
的反应体系，包括醋酸乙酯，溴化异丙基镁和二氧化硅。

该反应的机理是很复杂的，但可以大致描述为以下步骤：
1.溴化异丙基镁和醋酸乙酯反应生成溴代醇和乙酸异丙酯。

2.溴代醇和醋酸乙酯反应生成乙酸溴代酯和乙酸异丙酯。

3.乙酸异丙酯和乙酸溴代酯的酸催化反应生成乙酸、异丙醇和溴化苯。

4.溴化苯和溴代醇的反应产生溴化苯。

5.二氧化硅催化异丙醇的氧化产生聚合物。

以上过程中，主要存在三种化学反应：加成反应、酸催化反应和氧化
反应。

同时，该反应的周期和振幅都会受到温度、pH值、反应物浓度等
因素的影响。

总体而言，乙酰乙酸乙酯-Br化学振荡反应是一种非常有趣和充满挑
战性的化学反应，其深入研究有望为我们更好地理解化学反应机理和物理
化学现象提供有价值的参考。

一、实验背景化学振荡反应是指在化学反应过程中，反应物浓度随时间呈现周期性变化的现象。

这一现象最早由德国化学家Bruns于1842年发现，后来英国化学家Zeldovich在1927年对其进行了深入研究，因此该类反应被称为B-Z振荡反应。

B-Z振荡反应是一种典型的非线性动力学现象，对于理解复杂化学反应动力学具有重要意义。

本实验旨在通过研究CH2(COOH)2-KBrO3化学振荡体系，探讨其振荡条件与机理，加深对振荡反应的理解，并为后续相关研究提供参考。

二、实验目的1. 掌握B-Z振荡反应的实验方法与操作技巧。

2. 研究CH2(COOH)2-KBrO3化学振荡体系的振荡条件与机理。

3. 分析振荡反应过程中反应物浓度与时间的关系，探讨振荡周期的影响因素。

三、实验原理B-Z振荡反应的机理较为复杂，主要包括以下步骤：1. 反应物A（CH2(COOH)2）与反应物B（KBrO3）发生反应，生成产物C（HBrO3）和中间产物D（H2O2）。

2. 中间产物D分解生成反应物A和B，同时产生产物E（O2）。

3. 产物E与反应物A和B发生反应，再次生成产物C和中间产物D。

4. 重复上述过程，形成振荡反应。

四、实验仪器与试剂1. 仪器：pH计、恒温箱、移液管、锥形瓶、计时器等。

2. 试剂：CH2(COOH)2、KBrO3、蒸馏水、氢氧化钠溶液等。

五、实验步骤1. 准备反应溶液：将一定量的CH2(COOH)2和KBrO3溶解于蒸馏水中，配制成一定浓度的溶液。

2. 调节溶液pH：使用氢氧化钠溶液调节反应溶液的pH值至6.0。

3. 取一定体积的反应溶液置于锥形瓶中，置于恒温箱中恒温。

4. 使用pH计实时监测溶液pH值变化，记录数据。

5. 当溶液pH值达到一定值时，记录起振时间。

6. 继续监测溶液pH值变化，记录振荡周期。

7. 分析数据，探讨振荡条件与机理。

六、实验结果与分析1. 振荡条件：实验结果表明，CH2(COOH)2-KBrO3化学振荡体系的振荡条件为pH值在5.5-6.5之间，温度在20-30℃之间。

化学反应动态学中的化学振荡反应化学振荡反应是一种特殊的反应，它是指化学物质在化学反应中发生周期性变化的现象。

化学振荡反应的研究是化学反应动态学的一个分支，它在研究自然界中的各种周期性现象及生物体内许多振荡现象等方面具有重要的理论和实际意义。

一、化学振荡反应的历史早在20世纪初，比利时科学家布列格曼就发现，一些化学反应会呈现出一些奇妙的规律性的周期性变化，并开始着手研究该现象，并发现了一种由铁离子、铬离子以及硫酸等组成的溶液在强烈的搅拌下会产生这种化学振荡现象。

1950年代初，英国科学家贺鲁敏和克劳德提出了化学振荡反应理论，研究水溶液中亚硝酸盐、重铬酸、铁离子等产生的化学振荡反应现象，这是对化学振荡反应研究的重要贡献。

二、化学振荡反应的机制从微观上来看，化学振荡反应是由于反应体系中的某些物质存在着周期性波动的浓度变化所触发的。

这种波动现象是由一些复杂的化学反应引起的，反应体系中经常出现反应物和产物浓度、颜色、电动势等周期性变化。

化学振荡反应的发生需要具备以下条件：反应物浓度合适、反应物分子间相互作用强烈、反应物体系稳定性较高、温度、压力和光照等外界条件的影响较小。

三、化学振荡反应的分类化学振荡反应有很多种分类方法，常见的分类方法有以下几类：1. 溶液振荡反应：反应物质为水溶液，常见反应为贺鲁敏体系中的三步反应。

2. 气相振荡反应：通常说的气体振荡反应是指硝酸铁反应。

3. 固体振荡反应：通常说的固体振荡反应是指某些Cr-Fe坎贝尔体系的反应。

四、化学振荡反应的应用化学振荡反应具有广泛的应用价值，包括以下几个方面：1. 化学振荡反应可用于研究生物体内的各种振荡现象，如人体心跳、生物钟等。

2. 化学振荡反应可用于研究地壳活动，例如汉斯克石柱的形成就是由于化学振荡反应引起的。

3. 化学振荡反应可应用于电声器件，因为化学振荡反应体系具有周期性变化。

4. 化学振荡反应可用于催化剂的研究，例如某些过渡金属离子与价电子等振荡现象，可研究催化剂的性质。

B-Z 振荡反应条件与机理探究Research of B-Z oscillationreaction conditions and mechanism摘要：本实验对CH2(COOH)2－KBrO3化学振荡体系进行研究，通过对实验条件的控制和反应物质的选取，探讨化学振荡反应的起振条件和机理，加深对振荡反应的理解和对体系远离平衡状态下的复杂行为的认识。

关键词：B-Z振荡起振条件振荡周期Abstract:In this study, B-Z chemical oscillating reaction Of CH2(COOH)2-KBrO3system was exploited to study the Chemical Oscillating Reaction. By controlling the experimental conditions and the selection of reaction materials, studying the mechanism of oscillating chemical reaction,to deepen the cognition of oscillating reactions and the understanding of the complex behavior of the system far from equilibrium state.Keywords:B-Z oscillating; Oscillation condition; Oscillation period;前言化学振荡即化学反应系统中的某些物理量随时间周期变化，是一个十分复杂的反应，包含了大量的化学反应物质，如反应物、生成物、中间体和催化剂，属于非线性动力学范畴。

B-Z 化学振荡是一类机理非常复杂的化学过程，Field、Koros、Noyes三位科学家经过四年的共同努力，于1972年提出著名的FKN机理用来解释B-Z振荡反应的具体反应历程，随后又简化出Oregonator模型。

小度写范文化学震荡实验报告实验报告:化学震荡实验实验目的：研究和观察化学震荡反应的特性和变化规律。

实验器材：1.反应瓶（100mL）2.准确计量器具（量筒、滴管等）3.化学试剂（次氯酸钠、苯甲醛、硫酸、碳酸钠等）4.温度计5.计时器6.稀释瓶7.玻璃棒实验原理：化学震荡实验是一种具有规律性的分子之间发生反应引起体系颜色、浓度或溶解度等发生变化的动力学系统实验。

实验过程中，一些反应物的浓度会发生周期性变化，从而引起体系的颜色等特性发生变化。

这是由于反应物之间的反应速率以及浓度的变化导致的。

实验步骤：1.实验前的准备工作：a.准备好所需的器材和试剂。

b.安全注意事项：佩戴实验室所需的防护手套、眼镜。

c.确保实验室通风良好。

2.实验操作：a. 在反应瓶中加入100 mL deionized水。

b.将6mL0.2M硫酸、4mL0.1M次氯酸钠和2mL0.1M碳酸钠分别倒入三个稀释瓶中。

c.将稀释瓶中的溶液依次加入反应瓶中，并用玻璃棒搅拌均匀。

d.将苯甲醛(0.4mL)加入反应瓶中，快速封闭瓶口。

e.开始计时，观察实验过程中体系的颜色变化。

实验数据记录：在实验过程中，记录下实验的关键数据，如反应物的浓度、体系颜色的变化、反应达到平衡的时间等。

实验结果分析：根据实验观察，当苯甲醛加入反应体系后，体系的颜色会发生周期性的变化。

这是由于苯甲醛与次氯酸钠之间的反应速率导致的。

反应初始时，苯甲醛被氧化为苯甲酸，导致体系呈现橙色；随后，苯甲酸被次氯酸钠进一步氧化成苯甲醛，导致体系变为无色。

随着次氯酸钠浓度的降低，反应速率减慢，体系的颜色又会逐渐变回橙色。

这样反复循环，形成了体系颜色周期性变化的现象。

实验结论：通过本次实验，我们研究了化学震荡反应的特性和变化规律。

实验结果表明，化学震荡反应能够产生周期性的变化。

这是由于反应物浓度的周期性变化所导致的。

化学震荡反应在化学动力学领域有着重要的应用，并具有丰富的研究和应用前景。