BZ振荡反应设计实验报告[论文设计]
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物理化学实验报告BZ 振荡反应1.实验报告(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。
2. 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。
有苏联科学家Belousov 发现,后经Zhabotinski 发现而得名。
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++−→−++-+ 1体系中存在着下面的反应过程。
过程A :HOBr HBrO 2H Br BrO 2K 32+−→−+++--2 2HOBr H Br HBrO 3K 2−→−+++-3过程B :O H 2BrO H HBrO BrO 22K 234+−→−+++-4 42K 32Ce HBrO H Ce BrO 5++++−→−++5 +++−→−H HOBr BrO 2HBrO -3K 266Br -的再生过程:()++-++++−→−+++6H3CO 4Ce2Br HOBr O H COOH BrCH 4Ce 23K 2247当[Br -]足够高时,主要发生过程A ,2反应是速率控制步骤。
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。
4反应是速率控制步骤。
4.5反应将自催化产生达到准定态时,有[][][]+-≈H BrO 2K K HBrO 3642。
可以看出:Br -和BrO -3是竞争HbrO 2的。
当K 3 [Br -]>K 4[BrO -3]时,自催化过程不可能发生。
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。
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 。
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] 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。
B-Z振荡反应华天瑞2013030020/生34 同组:于泽铭实验日期2014/10/18 ,提交报告日期2014/10/24指导教师:袁斌1 引言实验目的•了解Belousov-Zhabotinski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铈离子做催化剂的条件下,丙二酸被溴酸氧化——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,处理数据得到诱导期时间及震荡周期。
由1/t诱,1/t振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t诱和t振,估算表观活化能E诱,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,铂电极*1,饱和甘汞电极*1,滴瓶*3,量筒*3,2mL移液管*1,洗瓶*1,镊子*10.02mol•L-1硝酸铈铵,0.5mol•L-1丙二酸,0.2mol•L-1溴酸钾,0.8mol•L-1硫酸测试装置示意如右图。
2.2 实验条件(实验温度、湿度、压力等)恒温浴槽分别取20℃,24℃,28℃,32℃,35℃2.3 实验操作步骤及方法要点1. 检查仪器药品(注意是否需要补加饱和甘汞电极及盐桥中的溶液)2. 按装置图接好线路,接通相应设备电源,准备数据采集3. 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(注意磁子位置,水波位置,不可打到电极)。
打开数据记录设备,开始数据采集,待基线走平稳后用移液管加入2mL硝酸铈铵溶液4. 观察溶液颜色变化,观察反映曲线,出现振荡后待振荡周期完整重复8次后停止数据记录,保存数据文件,记录恒温槽温度,读出相应诱导期t诱,振荡周期t振。
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。
bz振荡实验报告bz振荡实验报告引言:振荡是物理学中重要的现象之一,它在许多领域都有广泛的应用。
本实验旨在研究Belousov-Zhabotinsky反应(简称BZ反应)中的振荡现象,并探究其背后的化学动力学机制。
通过实验观察和数据分析,我们希望能够深入了解BZ 反应的振荡特性以及相关的变化规律。
实验材料和方法:实验所需材料包括BZ反应试剂、试管、显微镜、计时器等。
首先,我们准备了一定浓度的BZ反应试剂,并将其倒入试管中。
然后,通过加入适量的催化剂,观察试管中的颜色变化并记录时间。
实验过程中,我们使用显微镜对试管内的反应进行观察,并记录下振荡的频率和振幅。
实验结果和讨论:在实验过程中,我们观察到了明显的振荡现象。
BZ反应开始时,试管内的液体呈现淡黄色,随着时间的推移,液体的颜色逐渐变为深蓝色,然后又逐渐恢复为淡黄色。
这种周期性的颜色变化正是BZ反应振荡的表现。
通过对实验数据的分析,我们发现BZ反应的振荡频率与催化剂的浓度密切相关。
当催化剂的浓度较低时,振荡频率较低;而当催化剂的浓度较高时,振荡频率较高。
这一结果与化学动力学理论相吻合,催化剂的浓度越高,反应速率越快,振荡频率也就越高。
此外,我们还发现BZ反应的振荡振幅也受到催化剂浓度的影响。
当催化剂浓度较低时,振荡振幅较小;而当催化剂浓度较高时,振荡振幅较大。
这表明催化剂的浓度对BZ反应的稳定性有着重要的影响。
通过进一步实验和数据分析,我们发现BZ反应的振荡特性还受到其他因素的影响,如温度、pH值等。
在一定的温度范围内,振荡频率随温度的升高而增加;而在过高或过低的温度下,振荡频率则会下降。
此外,pH值的变化也会对BZ反应的振荡特性产生影响,具体的变化规律需要进一步的研究。
结论:通过本次实验,我们深入了解了BZ反应的振荡特性以及相关的化学动力学机制。
实验结果表明,BZ反应的振荡频率和振幅受到催化剂浓度、温度和pH值等因素的影响。
这些发现对于进一步研究BZ反应的振荡现象以及应用于其他领域具有重要的意义。
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。
丙二酸在硫酸介质中及金属铈离子的催化作用下被溴酸氧化。
在过量丙二酸存在时,净反应过程为:
-+ 2BrO+ 3CH (COOH)+2H = 2BrCH(COOH) + 3CO+ 4HO, 322222
HBrO根据FKN机理,B-Z振荡不少于11个元反应,若抓住其中三个关键物质,、2
4+3+-Ce/CeBr、,则可以简化为用6个元反应来描述:
-过程A:当足够大时 [Br]
--+(1) (慢) BrO +Br+ 2HHBrO + HOBr,32
- + (2) (快) HBrO + Br+ HHOBr ,2
HOBr (注:此处一旦生成,立即与丙二酸反应,被消耗)。
3+-过程B:当较小时,按下式被氧化。
Ce[Br]
-+(3) (慢) BrO+HBrO + H2BrO + HO,3222
3++4+(4) (快) BrO+Ce+ HHBrO + Ce,22
-+(5) 2HBrOBrO + HOBr + H,23
,过程C:溴离子再生 Br
4+-3++(6)4Ce+BrCH(COOH)+ HO + HOBr2Br+4Ce+3CO+6 H,222
过程A、B、C合起来组成反应系统中一个振荡周期。
--从过程B看出,当较小时,的生成具有自催的特点。
当足HBrO[Br][Br]2 -够大时,按反应(2)消耗,随着的降低,反应(3)同时对HBrOHBrO[Br]22 --的竞争,当达到某临界值时,过程B中自催化引起的生成HBrO[Br][Br]临界2速率正好等于过程A中的消耗速率。
HBrO2
,--若体系中<,通过自催化迅速增加,而导致[]通Br[HBrO][Br][Br]2临界过反应(2)迅速下降,系统的主要过程从A过程切换到B过程,最后通过C过-,-[Br]程使Br再生。
若体系中> ,体系中的自催化生成受到抑HBrO[Br]临界2
制,系统又从B过程切换到A过程,从而完成一个循环。
--可见当足够大时,反应按A过程进行;随着下降,反应从A切[Br][Br]
--BrBr换到B过程,通过C过程使再生,因此,在振荡反应中相当于“选择开关”作用。
而铈离子在反应中起催化作用,催化B过程和C过程。
-通过B-Z振荡曲线,可以了解研究其反应,由于反应中和[Br]
4+3+ 随时间作周期性变化,在实验中,用溴离子选择电极、铂电极分
[Ce]/[Ce]
-4+3+别测定和随时间的变化曲线。
[Br][Ce]/[Ce]
2.实验部分
2.1仪器和药品
仪器: ZD-BZ振荡装置 1套计算机 1台
超级恒温槽 1台磁力搅拌器 1台
铂电极,甘汞电极各1支
药品: 丙二酸硫酸溴酸钾硫酸铈铵 (均为分析纯)
2.2实验步骤
1)准确配置1.5、2.1、3.0mol/L的硫酸溶液各100mL
2)将ZD-BZ振荡实验装置、恒温槽、电脑打开。
并调节恒温槽使温度为
25?0.2 ?
3)用蒸馏水清洗B-Z反应器,废液倒入废液杯里,往反应器加入20mL丙二
酸(0.45mol/L)、20mL硫酸(1.5 mol/L)、15mL溴酸钾(0.25mol/L),
搅拌
4)将15ml硫酸铈铵(0.004 mol/L)加入到带有塞子的试管中,用试管夹夹
住放于恒温水槽中恒温5分钟
5)在ZD-BZ振荡装置上点击“清零”后,接电极。
铂电极接“+”,(参比电
极)甘汞电极接“—”
6)打开软件。
点“设置”中的“设置坐标系”,输入纵坐标和X轴坐标数
值
7)将预热了5分钟的15ml硫酸铈铵溶液加入反应器,同时点击“开始绘图”
此时坐标上出现动态曲线
8)绘图停止后,进行数据处理。
(不要关掉实验结果)
点“数据处理”中的诱导时间,然后根据电脑要求选两点进行计算就可以
算出来实验的诱导时间
9)点“数据处理”中的振荡时间,然后根据电脑要求选两点进行计算就可以
算出来各个峰的间隔时间即振荡时间,需计算4-5个振荡时间 10)完成
1.5mol/L硫酸的振荡曲线后,重复步骤3-9,分别测定
2.1、
3.0mol/L
硫酸溶液的振荡曲线
2.3注意事项
各组分混合顺序对体系振荡行为有影响,建议先将丙二酸、溴酸钾、硫酸溶液置于反应烧杯中,开始搅拌,稳定后,才加硝酸铈铵溶液。
所使用的反应容器一定要清洗干净,搅拌子位置及搅拌速度都应加以控制。
小心使用硫酸溶液,避免对实验者和仪器设备造成腐蚀
参考文献
[1] 清华大学化学系物理化学实验编写组《物理化学实验》清华大学出版社1991.5
[2] 董小梅等《B,Z振荡反应》 [J]化学教育
3.结果与讨论
3.1结果
(说明:经多次选点,图中所显示振荡周期都为平均值)
具体数据如下表所示:
硫酸浓度(mol/L) 体系温度(?) 诱导时间t(s) 振荡周期t(s) u z
385.33 100.74 1.5
380.3 78.07 25 2.1
382.81 69.26 3.0
3.2讨论
1)由上图和表可知,硫酸的浓度(用量)改变时,对B-Z振荡反应有影响
2)当硫酸浓度增大时,振荡周期明显变小,而诱导时间没有大变化
3)误差分析:虽然多次取点,求得诱导时间和振荡周期的平均值如上图、表所
示,但少许误差仍是不可避免的
4.结论
硫酸的用量对反应的诱导时间没有多大影响,说明它对反应没有明显的诱导作用;而振荡周期明显随着它的增加而减小,说明它在诱导期里的作用有些特殊
5.个人体会
本次实验中,仍存在某些不足点:探索硫酸在B-Z振荡反应中的影响,应该多做几组不同浓度硫酸的实验,以便更好地对比、分析,减小误差。
在设计实验时,通过查找资料,发现在B-Z振荡反应中,氧化性酸对反应存在干扰,所以在考虑酸对振荡反应的影响时,应先排除氧化性酸(例如盐酸),本来打算用其它酸(例如磷酸)代替反应中的硫酸,再对比实验结果,但是由于实验室没有磷酸而放弃,希望有机会可以继续这个实验。