化学振荡反应-资料

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”。

bz振荡反应现象
BZ振荡反应是一种特殊的化学反应，其中反应物会循环发生变化，产生连续的振荡现象。

BZ振荡反应最早是由布利金(Belousov)在1951年发现的，因此也被称为布利金振荡反应。

BZ振荡反应通常涉及葡萄糖、过硫酸钠、二氧化锰等物质的反应。

这些物质在不同条件下发生复杂的氧化还原反应，形成氧化产物和还原产物。

具体反应机制中的每个步骤都需要适当的反应条件和浓度，才能导致振荡反应的发生。

在BZ振荡反应中，产物的浓度会随时间的推移发生周期性变化，产生明显的振荡现象。

这些振荡可以是颜色的变化、产物的生成和消失、产物的浓度的周期性变化等。

BZ振荡反应的振荡频率和特征与反应条件、反应物浓度等因素有关。

BZ振荡反应的研究不仅有助于理解化学反应动力学，还有助于模拟生物体内的节律性现象，如心跳和神经激活等。

这种反应的研究也具有理论和应用价值，对于深入探索非平衡态化学反应以及设计和开发新型化学材料具有重要意义。

化学物质的振荡反应化学物质的振荡反应是一种引人入胜的现象，它展示了化学反应中的动态性质。

这种反应在一系列反应物和产物之间周期性地发生变化，形成了一种有序的振荡过程。

本文将介绍化学物质的振荡反应的定义、机制以及一些例子，以增进读者对这一现象的理解。

一、定义化学物质的振荡反应是指在某一固定条件下，由反应物生成产物的过程中，反应体系的某些性质会周期性地发生变化，从而产生振荡的现象。

这种振荡通常以某种物理或化学性质的变化为指示器，如颜色、浓度、温度、电位等。

二、机制化学物质的振荡反应的机制涉及多个因素，包括反应物种类、浓度、温度、催化剂、储氧等。

典型的振荡反应包括两种或更多组分的反应物，并且其中至少有一个反应物在反应过程中呈周期性地浓度变化。

这种变化通常由反应物之间的相互作用引起，可以是催化剂的活化/解活化过程、反应物之间的复杂平衡反应等。

三、例子1. 皮亚扎罗反应皮亚扎罗反应是一种经典的化学物质振荡反应。

它由亚硝酸铵和二氧化硫在酸性条件下反应而成，反应体系的pH和浓度会周期性地改变。

这一反应被广泛应用于研究化学振荡反应的机制。

2. 质子振荡反应质子振荡反应是一种以质子浓度周期性变化为指示器的振荡反应。

它通常涉及质子的转移、重新组合以及催化剂的作用。

这种反应在生物体内的许多生理过程中具有重要的作用，如呼吸过程中的氧气与氧化还原酶的相互作用等。

3. 铁氯化合物振荡反应铁氯化合物振荡反应是一种以颜色变化为指示器的振荡反应。

它由铁离子和氯离子在酸性条件下反应而成，反应体系的颜色会周期性地变化。

这种反应在教学实验中广泛应用，以帮助学生理解化学反应动力学和平衡的概念。

四、应用和研究意义化学物质的振荡反应不仅具有理论研究的价值，还具有广泛的应用前景。

例如，通过研究振荡反应可以深入了解复杂的化学动力学过程，并为化学合成提供新的思路。

此外，化学振荡反应还可应用于设计和制备新型的生物传感器、催化剂以及分子开关等。

总结化学物质的振荡反应是一种引人入胜的现象，它展示了化学反应中的动态性质。

化学振荡反应在成千上万的化学反应中，有一类反应很有趣，如在丙二酸、溴酸钾、溴化钾的混合液中，加入含有Ce(Ⅲ)与H 2SO 4的混合液时，就会看到反应过程中溶液的颜色从无色变为黄色，又变为无色，再变成黄色……十分有规律地变化着，直到反应达到平衡为止，这类反应称为“化学振荡反应(Oscillating Chemical Reaction)”。

所谓化学振荡，是指在化学反应过程中，某种化学成分的浓度随时间发生周期性变化的现象。

化学振荡是十分复杂的反应，它包含了大量的化学反应物质，如反应物、生成物、中间体(intermediates)和催化剂。

在一般的化学反应进行时，反应物浓度不断降低，产物浓度不断增大，中间体浓度较低，相对地保持拟稳定状态值，即中间体的生成速度基本上等于它的消耗速度。

在振荡反应中，反应物、生成物浓度变化情况和上述情况相同，但中间体的浓度发生振荡，即它们的浓度随时间发生周期性变化。

在化学振荡发生时会有稳定性、滞后现象、激发性、非周期振荡等现象存在。

1921年，Bray首次报道了在均相溶液中化学反应的周期性现象，即H 2O 2被I 2和HIO 3催化分解的反应，但最早的均相溶液中化学振荡反应实例是由苏联化学家贝洛索夫(Belousov)在1958年提出的，另一位苏联化学家扎伯丁斯基(Zhabotinskii)进一步证明、改进了这个反应。

人们把这个化学振荡反应称为“Belousov zhabotinskii”反应，简称B Z 反应。

1958年，苏联化学家贝洛索夫在金属铈离子作催化剂的情况下做柠檬酸的溴酸氧化反应，他发现在某些条件下苛性组分（例如溴离子、铈离子）的浓度会随时间作周期变化，造成反应介质的颜色在黄色和无色之间作周期性的变换。

其后生物化学家扎伯丁斯基等人继续并改进了贝洛索夫的实验，发现另外一些有机酸（例如丙二酸）的溴酸氧化反应也能呈现出这种组分浓度和反应介质的颜色随周期变化的现象。

利用适当的催化剂，介质的颜色变化可更加明显，例如在红色和蓝色之间作周期性变换。

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。

化学振荡反应在成千上万的化学反应中，有一类反应很有趣，如在丙二酸、溴酸钾、溴化钾的混合液中，加入含有Ce(Ⅲ)与H2SO4的混合液时，就会看到反应过程中溶液的颜色从无色变为黄色，又变为无色，再变成黄色……十分有规律地变化着，直到反应达到平衡为止，这类反应称为“化学振荡反应(Oscillating Chemical Reaction)”。

所谓化学振荡，是指在化学反应过程中，某种化学成分的浓度随时间发生周期性变化的现象。

化学振荡是十分复杂的反应，它包含了大量的化学反应物质，如反应物、生成物、中间体、(intermediates)和催化剂。

在一般的化学反应进行时，反应物浓度不断降低，产物浓度不、断增大，中间体浓度较低，相对地保持拟稳定状态值，即中间体的生成速度基本上等于它的、消耗速度。

在振荡反应中，反应物、生成物浓度变化情况和上述情况相同，但中间体的浓度、发生振荡，即它们的浓度随时间发生周期性变化。

在化学振荡发生时会有稳定性、滞后现象、激发性、非周期振荡等现象存在。

1921年，Bray首次报道了在均相溶液中化学反应的周期性现象，即H2O2被I2和HIO3催化分解的反应，但最早的均相溶液中化学振荡反应实例是由苏联化学家贝洛索夫(Belousov)在1958年提出的，另一位苏联化学家扎伯丁斯基(Zhabotinskii)进一步证明、改进了这个反应。

人们把这个化学振荡反应称为“Belousov Z habotinskii”反应，简称BZ反应。

1958年，苏联化学家贝洛索夫在金属铈离子作催化剂的情况下做柠檬酸的溴酸氧化反应，他发现在某些条件下苛性组分（例如溴离子、铈离子）的浓度会随时间作周期变化，造成反应介质的颜色在黄色和无色之间作周期性的变换。

其后生物化学家扎伯丁斯基等人继续并改进了贝洛索夫的实验，发现另外一些有机酸（例如丙二酸）的溴酸氧化反应也能呈现出这种组分浓度和反应介质的颜色随周期变化的现象。

利用适当的催化剂，介质的颜色变化可更加明显，例如在红色和蓝色之间作周期性变换。

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。

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。

振荡反应例子
振荡反应是化学反应中一种特殊的类型，它通常是由于一组反应物在一定条件下产生周期性变化而引起的。

这种反应在化学合成、生物学和物理学等领域中都有广泛的应用。

以下是几个振荡反应的例子：
1. Belousov-Zhabotinsky反应：这是一种经典的振荡反应，它是由俄罗斯化学家Belousov和Zhabotinsky在20世纪50年代发现的。

这种反应产生的周期性变化是由于铁离子、钴离子和硫酸等反应物在氧化还原过程中产生的。

2. Briggs-Rauscher反应：这种反应也是一种振荡反应，它是由铁离子、硫酸、过氧化氢和碘酸等反应物在一定条件下产生的。

这种反应产生的周期性变化可以通过观察反应混合物的颜色来实现。

3. FitzHugh-Nagumo模型：这是一种数学模型，它描述了神经细胞的振荡行为。

这个模型中包含了电势和电流等变量，它可以用来研究神经元的行为和生物钟等周期性过程。

4. Van der Pol振荡器：这是一种机械振荡器，它可以用来模拟电路中的振荡行为。

这种振荡器具有非线性特性，它可以产生各种复杂的周期性行为。

总之，振荡反应是一种非常有趣的化学现象，它不仅有重要的理论意义，还可以应用于许多实际领域。

- 1 -。

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。