振荡反应
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。
化学振荡反应实验条件的研究
化学振荡反应实验条件的研究
研究振荡反应实验条件
振荡反应是典型的化学反应，研究它的实验条件是现代化学研究的重要内容之一。
实现可靠的振荡反应，除了要选择正确的试剂量外，还需要恰当控制实验条件以保证反应的正确性。
首先，温度是影响振荡反应实验条件的重要因素。
一般来说，选择合适的反应温度可以有效地调节反应过程，增加反应物的转化率和反应物总量。
因此，当实验条件的温度超过反应的产物稳定温度时，其反应物可能发生反应错误，从而影响振荡反应的可靠性。
其次，pH值是另一个需要考虑的实验条件。
振荡反应的水溶液的pH值在一定的范围内，以改变反应动力学参数、优化反应条件、改善反应物的反应速率以及提高反应物转化率。
正确控制振荡反应实验的pH值也有助于有效地调节反应条件，有利于提高振荡反应的可控性。
最后，需要考虑振荡反应系统的催化剂、反应催化剂的选择和添加的量、底物和竞争性抑制剂的加入量以及搅拌温度和速度等因素，对反应的控制有着重要的作用。
综上所述，正确控制振荡反应实验条件，如温度、pH和催化剂等，是必不可少的，只有当振荡反应实验参数被严格控制，反应才能高效稳定地进行，才能确保正确而可靠地研究振荡反应。
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振荡反应实验对原理的理解及数据补充
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。
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。
化学振荡反应实验报告
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。
物理化学-实验二十六：BZ化学振荡反应
实验二十六BZ化学振荡反应一、实验目的及要求1. 了解BZ振荡(Belousov－Zhabotinski) 反应的基本原理及研究化学振荡反应的方法。
2. 掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂时，丙二酸被溴酸钾氧化过程的基本原理。
3. 测定上述系统在不同温度下的诱导时间及振荡周期，计算在实验温度范围内反应的诱导活化能和振荡活化能。
二、实验原理化学振荡是一种周期性的化学现象，即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。
早在17世纪，波义耳就观察到磷放置在留有少量缝隙的带塞烧瓶中时，会发生周期性的闪亮现象。
这是由于磷与氧的反应是一支链反应，自由基累积到一定程度就发生自燃，瓶中的氧气被迅速耗尽，反应停止。
随后氧气由瓶塞缝隙扩散进入，一定时间后又发生自燃。
1921年，勃雷（Bray W C）在一次偶然的机会发现H2O2与KIO3在稀硫酸溶液中反应时，释放出O2的速率以及I2 的浓度会随时间呈现周期性的变化。
从此，这类化学现象开始被人们所注意，特别是1959年，由贝洛索夫（Belousov B P）首先观察到并随后被扎波廷斯基（Zhabotinsky A M）深入研究的反应，即丙二酸在溶有硫酸铈的酸性溶液中被溴酸钾氧化的反应：3H++3BrO- 3+5CH2(COOH)2−−→−+3Ce3BrCH(COOH)2+4CO2+5H2O+2HCOOH这使人们对化学振荡发生了广泛的兴趣，并发现了一批可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统，这类反应称为B-Z振荡反应。
而水溶液中KBrO3氧化丙二酸CH2(COOH)2的反应是化学振荡反应中最为著名，且研究的最为详细的一例，其催化剂为Ce4+/Ce3+或Mn3+/ Mn2+。
人们曾经对BZ反应做过多方面的探讨，并提出了不少历程来解释BZ振荡反应，其中说服力较强的是KFN历程（即Fidld.Koros及Noyes三姓的简称）。
按此历程，反应是由三个主过程组成：过程A (1) Br-＋BrO3-＋2H+→ HBrO2＋HBrO(2) Br-＋HBrO2＋H+→ 2HBrO过程B (3) HBrO2＋BrO3-＋H+→ BrO2·＋H2O(4) BrO2·＋Ce3+＋H+→ HBrO2＋Ce4+(5) 2HBrO2→ BrO3-＋H+＋HBrO过程C (6) 4Ce4+＋BrCH(COOH)2＋H2O＋HBrO 2Br-＋4Ce3+＋3CO2＋6H+过程A是消耗Br-，产生能进一步反应的HBrO2，HBrO为中间产物。
振荡反应例子
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 -。
大学化学振荡反应实验报告
大学化学振荡反应实验报告实验名称：大学化学振荡反应实验报告一、实验目的：1. 了解振荡反应的基本原理和特点。
2. 掌握振荡反应的操作方法。
3. 观察振荡反应的现象，并对其进行解释。
二、实验仪器和药品：1. 仪器：试管、试管夹、滴管、恒温槽。
2. 药品：硫氰化钾、硫化钠、稀硝酸、五氧化二磷、稀盐酸。
三、实验原理和步骤：1. 实验原理：振荡反应是指在反应物浓度相当趋于平衡时，会发生浓度的周期性变化现象。
其基本原理是通过反应物浓度变化引起反应速率的变化，从而产生振荡现象。
2. 实验步骤：a. 准备实验用的五个试管，并标好序号1-5。
b. 在试管1中加入适量的硫氰化钾溶液，并加入适量的硫化钠溶液进行混合。
c. 在试管2中加入适量的稀硝酸。
d. 在试管3中加入适量的五氧化二磷溶液，并加入适量的盐酸进行混合。
e. 将试管1和试管2分别放入恒温槽中加热至适当温度。
f. 分别取一滴试管1和试管2中的溶液并混合于试管3中，然后加入一滴稀硝酸进行观察。
g. 将试管3放入恒温槽中，观察试管中溶液的颜色变化和振荡现象。
四、实验结果与分析：1. 实验结果：在进行实验的过程中，观察到试管3中的溶液发生了周期性的变化。
起初溶液呈现黄色，然后逐渐变为深蓝色，继续变为无色，最后再度变为黄色，循环往复。
2. 结果分析：此实验中观察到的振荡现象是由于反应物的浓度变化引起反应速率的周期性变化导致的。
具体反应机理为：五氧化二磷与硫氰化物反应生成二氯化三磷和二氧化硫；二氯化三磷与硫化物反应生成三硫化十磷和二氯化硫；三硫化十磷与五氧化二磷反应生成二氧化三硫，从而循环往复形成周期性的振荡反应。
五、实验结论：通过本次振荡反应实验，我们观察到了溶液颜色周期性变化的现象，并对其进行了解释。
振荡反应是一种特殊的反应类型，其特点是反应物浓度变化引起反应速率的周期性变化。
本实验混合了五氧化二磷、硫氰化物、硫化物等多种化学物质，在适当的温度下产生了周期性的振荡反应。
物理化学：B-Z振荡反应实验报告
B-Z 振荡反应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）HOBrHBrO H Br BrO k +−→−+++--233219331.2--⋅⋅=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 CeO 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。
化学振荡-BZ振荡反应二 校
化学振荡——ＢＺ振荡反应一、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为B-Z振荡反应。
随着研究的深入，人们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步完全清楚。
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。
近年来研究表明还存在着其他类型的振荡（如连续振荡、双周期振荡、多周期振荡等）化学振荡直观地展现了自然科学中普遍存在的非平衡非线性问题，故自发现以来一直得到人们的重视。
目前，随着对化学振荡研究的深入，许多化学振荡器陆续被设计出来，与此同时，对化学振荡的应用研究也已经开始。
本实验仅对含溴酸盐体系的B －Z 振荡反应进行设计性的探讨。
先通过典型的例子来了解B －Z 振荡反应的原理。
BZ振荡反应-实验报告(特选资料)
B-Z 振荡反应实验日期：2016/11/24 完成报告日期：2016/11/251 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。
实验1 B-Z振荡反应.pdf
实验一 B-Z 振荡反应一、实验目的1. 了解B-Z 振荡反应的原理。
2. 观察化学振荡反应现象。
3. 学习测定振荡周期和调控化学振荡反应。
二、实验原理一般化学反应中，反应物与产物的浓度均单方向（降低或增高）变化，最终达到平衡，各物质浓度不随时间变化。
而在某些化学反应系统中，有些组分的浓度忽高忽低，呈现周期性变化，这种现象叫化学振荡，这类反应称为振荡反应。
20世纪50年代，别洛索夫(Belousov)首次报道了在铈离子催化下，柠檬酸被溴酸氧化时，可呈现化学振荡现象。
此后，扎勃丁斯基(Zhabotinsky)对化学振荡进行了更深入的研究，证明化学振荡体系还能呈现空间有序周期性变化。
目前已发现，除柠檬酸外，丙二酸、丁酮二酸等有机酸分别被溴酸氧化时，也都会出现振荡现象。
而且除铈离子外，铁离子等也有催化作用，这类含溴酸盐的反应统称为B-Z 振荡反应。
由于化学振荡现象直观地展现了科学领域中普遍存在的非平衡非线性问题，因此成为化学中的新领域。
在振荡反应系统中，当组分的浓度呈现周期性的变化时，在适当条件下能形成漂亮的图案，如同在平静的水面上投入了一块石子后所呈现的涟漪传播，通常把这种运动的图案称为空间化学波。
关于B-Z 振荡反应的机理可简单表述如下。
假设含溴酸盐溶液反应系统中存在A 、B 、C 3个过程：过程A ：()()O 3H COOH 3BrCH 3H COOH 3CH 2Br BrO 22223+=++++--过程B ：O 2H 4Ce HOBr 5H 4Ce BrO 2433++=+++++-过程C ：()++++++=+++6H 3CO 4Ce 2Br O H COOH BrCH 4Ce HOBr 23-224这3个过程合起来就构成一个反应的振荡周期。
当()-Br c 足够大时，反应按过程A 进行，随着()-Br c 降低，反应从按过程A 切换到按过程B 进行，最后通过过程C 使-Br 离子再生，因此，-Br 离子在此振荡反应中相当于一个“选择开关”，而铈离子在反应中起催化作用，催化过程B 和过程C 。
振荡反应
振荡反应中国科学技术大学 2012级地球化学与环境科学系无机化学实验（下）期末论文王煜 PB12007317秦嘉润 PB12007314张兴超 PB12007313李思奇 PB12007318摘要振荡化学反应是指在一组反应体系中，各物质组分浓度围绕稳态发生周期变化的化学反应，这一类化学反应机理复杂，基元反应众多，但对于这类反应的研究却有助于揭示人类自身的生命机理，以及对药物作用机理的深入探究。
文章对振荡反应以实验为例进行介绍并提出了振荡反应设计方法，以期从一个大一新生角度对这一类型反应有着更加深入的认识。
Abstract:Chemical oscillation is a kind of reactions in a system. The concentration of each chemical substance is chageable during the whole time. The chemical mechanism of these kinds of reactions is complicated due to majorities of elementary reactions. But the interesting research can help us have a better knowledge of human life in many areas including biology, medicine. The passage introduce some typical reactions and put up the ways to design chemical oscillations so that we deeply understand it as for a freshman.一、振荡反应研究历史【1】1876年，德国科学家Lippmann于1876年实验室配制溶液时首次观测到了振荡反应。
振荡反应碘
振荡反应碘
振荡反应是指一个化学体系在特定条件下，反应物和产物之
间的浓度会周期性地发生变化。
碘是一个常用的反应物，在振
荡反应中也有应用。
BZ反应的一个常见实验方法是在反应体系中加入碘离子、碘酸盐、铁离子和有机物质作为催化剂。
初始时，反应体系呈现
黄色。
随着反应的进行，出现了紫色、蓝色、绿色等颜色的振荡。
这种颜色振荡是由于反应体系中碘离子的浓度周期性变化导
致的。
具体来说，碘离子（I^）首先被氧化成碘酸根离子
（IO3^），然后碘酸根离子再被还原为碘离子，形成一个循环。
在这个循环中，还涉及到其他反应物的氧化还原反应。
这些反
应共同作用，使得反应体系的颜色周期性地变化，呈现出振荡
的特点。
BZ反应不仅仅是一种有趣的化学现象，更重要的是它对于研究非平衡体系和自组织现象具有重要的意义。
BZ反应的振荡特性使得它成为研究化学波和斑图形成机制的重要模型系统。
通
过对BZ反应的研究，科学家们可以更好地理解自然界中的周期性现象，并将其应用于其他领域，如医学、生物学和物理学等。
振荡反应
实验九 BZ 振荡反应一、实验目的及要求1．了解Be1ousov-Zhabotinski 反应（简称BZ 反应）的基本原理。
2．初步理解自然界中普遍存在的非平衡非线性的问题。
二、实验原理非平衡非线性问题是自然科学领域中普遍存在的问题，大量的研究工作正在进行。
研究的主要问题是：体系在远离平衡态下，由于本身的非线性动力学机制而产生宏观时空有序结构，称为耗散结构。
最典型的耗散结构是BZ 体系的时空有序结构，所谓BZ 体系是指由溴酸盐，有机物在酸性介质中，在有（或无）金属离子催化剂催化下构成的体系。
它是由苏联科学家Bz1ousov 发现，后经Zhabotinski 发现而得名。
1972年，R.J.Fie1a 、E.Koros 、R.Noyes 等人通过实验对BZ 振荡反应作出了解释。
其主要思想是：体系中存在着两个受溴离子浓度控制过程A 和B ，当[Br -]高于临界浓度[Br -]crit 时发生A 过程，当[Br -]低于[Br -]crit 时发生B 过程。
也就是说[Br -]起着开关作用，它控制着从A 到B 过程发生，再由B 到A 过程的转变。
在A 过程，由化学反应[Br -]降低，当[Br -]到达[Br -]crit 时，B 过程发生。
在B 过程中，Br-再生，［Br -］增加，当［Br -］达到[Br -]crit ，A 过程发生，这样体系就在A 过程，B 过程间往复振荡。
下面用BrO 3-～Ce +4～MA ～H 2S04体系为例加以说明。
当[Br -]足够高时，发生下列A 过程：其中第一步是速率控制步，当达到准定态时，有当[Br -]低时，发生下列日过程Ce +3被氧化反应(3)是速度控制步，反应经(3)、(4)将自催化产生HbrO 2，达到准定态时由反应（2）和（3）可以看出：Br -和BrO 3-是竞争HbrO 2的。
当K 2[Br -]>K 3[BrO 3-]时，自HBrO H Br BrO K +−→−+++--2312HOBr H Br HBrO K 222−→−+++-]][[][3212+-=H BrO K K HBrO H BrO H HBrO BrO K 222323+−→−+++-42324++++−→−++Ce HBrO H Ce BrO K +-++−→−H HOBr BrO HBrO K 3252]][[2][3532+-≈H BrO K K HBrO催化过程，（3）不可能发生。
振荡反应例子
振荡反应例子振荡反应是一种化学反应，其特点是反应物在反应过程中不断转化为产物，然后再转化回反应物，如此往复，形成周期性的振荡。
这种反应具有很高的科学价值和应用价值，因此在化学研究和工业生产中得到了广泛的应用。
下面列举一些常见的振荡反应例子。
1. Belousov-Zhabotinsky反应：这是最著名的振荡反应之一，其反应物为溴酸、马来酸和铁离子。
在反应过程中，铁离子不断被氧化和还原，导致反应体系不断振荡。
2. Briggs-Rauscher反应：这是另一种常见的振荡反应，其反应物为过氧化氢、碘离子和二氧化碳。
在反应过程中，碘离子不断被氧化和还原，导致反应体系不断振荡。
3. Bray-Liebhafsky反应：这是一种以氢氧化钠为催化剂的振荡反应，其反应物为过氧化氢和二氧化氮。
在反应过程中，过氧化氢不断被分解和合成，导致反应体系不断振荡。
4. Oregonator反应：这是一种以二氧化氮为催化剂的振荡反应，其反应物为溴酸、马来酸和硫酸。
在反应过程中，溴酸不断被氧化和还原，导致反应体系不断振荡。
5. Chemiclock反应：这是一种以铁离子为催化剂的振荡反应，其反应物为过氧化氢和乙酸。
在反应过程中，过氧化氢不断被分解和合成，导致反应体系不断振荡。
6. Lengyel-Epstein反应：这是一种以铁离子为催化剂的振荡反应，其反应物为溴酸、马来酸和硫酸。
在反应过程中，溴酸不断被氧化和还原，导致反应体系不断振荡。
7. Iodate-arsenous酸反应：这是一种以碘酸为催化剂的振荡反应，其反应物为亚砷酸和碘酸。
在反应过程中，亚砷酸不断被氧化和还原，导致反应体系不断振荡。
8. BZ-DMABA反应：这是一种以二甲氨基苯酚为催化剂的振荡反应，其反应物为溴酸、马来酸和硫酸。
在反应过程中，溴酸不断被氧化和还原，导致反应体系不断振荡。
9. Ferroin-catalyzed反应：这是一种以铁离子为催化剂的振荡反应，其反应物为过氧化氢和乙酸。
振荡反应例子
振荡反应例子
振荡反应是一种特殊的化学反应，其反应物会在一定的条件下发生周期性的变化。
下面是一些振荡反应的例子：
1. 质子振荡反应：在一个稳定的反应体系中加入醋酸、溴酸、甲酸和二氧化硫等物质，可以观察到反应体系会周期性地发生颜色变化和气泡产生的过程。
2. 亚铁离子振荡反应：在亚铁离子和硫酸等物质组成的反应体系中，加入苯甲醛和醛酸，可以观察到反应体系会周期性地发生颜色变化和沉淀的产生。
3. 钾氧化物振荡反应：在钾氧化物和迷迭香酸等物质组成的反应体系中，加入二氧化碳和乙酸，可以观察到反应体系会周期性地发生颜色变化和气泡产生的过程。
这些振荡反应的周期性变化是由于反应体系中各反应物浓度的变化引起的，它们不仅在化学研究中有着广泛的应用，还有助于人们深入了解化学反应动力学和化学平衡等基本概念。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、试剂与仪器
试剂：丙二酸；硫酸；溴酸钾；硝酸 铵。 仪器：ZD-BZ振荡实验装置 1台 联想电脑 1台 SYC-15超级恒温水浴 1台 213型铂电极 1只 双盐桥甘汞电极 1只 磁子 1个
四、实验步骤
1. 先打开实验仪器，再打开计算机，启动程序，设置串行口、
坐标系和采样时间。 2. 将红、黑两测试线按“红” + 、“黑” — 接入被测线压输 入口。按图连接好仪器，按照超级恒温水浴的使用方法，将 温度控制在25℃±0.1 ℃，待温度稳定后接通循环水。 3.在反应器中加入上述浓度的丙二酸、硫酸、溴酸钾溶液各 10ml。将磁子放入反应器，调节转速使之匀速转动。 4.选择电压量程为2V（显示为“UL 2V”），将测试线两端短 接，按下“采零”键，清零后将红端接铂电极，黑端接双盐 桥电极。
实际应用
化学振荡反应在分析化学中的应用较多。当体系中存在浓 度振荡时，其振荡频率与催化剂浓度间存在依赖关系，据此 可测定作为催化剂的某些金属离子的浓度。 此外，应用化学振荡还可测定阻抑剂。当向体系中加入 能有效地结合振荡反应中的一种或几种关键物质的化合物时， 可以观察到振荡体系的各种异常行为，如振荡停止，在一定 时间内抑制振荡的出现，改变振荡特征（频率、振幅、形式） 等。而其中某些参数与阻抑剂浓度间存在线性关系，据此可 测定各种阻抑剂。另外，生物体系中也存在着各种振荡现象， 如糖酵解是一个在多种酶作用下的生物化学振荡反应。通过 葡萄糖对化学振荡反应影响的研究，可以检测糖尿病患者的 尿液，就是其中的一个应用实例。
Benard 花纹 (1900)
1900年，法国学者贝纳尔（Benard）观察到：如果在一水 平容器中放一薄层液体，从底部徐徐均匀地加热，当上下温 差达到某一临界值时，液体中突然会出现规则的六角形的对 流图案，六角形中心处的液体向上浮，而边缘处液体向下沉。 此现象称为贝纳尔花纹。
上述现象都是在非平衡态下出现的时空有序结 构（又称为自组织现象），是无法用经典热力学理 论解释的。20世纪60年代比利时科学家普里高津 （Prigogine）把它们概括为耗散结构，并给予了理 论上的说明，从而将热力学研究从平衡态扩展到了 非平衡态。下面我们就简单介绍非平衡热力学的一 些基本概念和理论。
图灵斑图（A.M.Tuting1952)
1952年,被后人称为计算 机科学之父的著名英国数学家 图灵把他的目光转向生物学领 域.他用一个反应扩散模型成 功地说明了某些生物体表面所 显示的图纹(如斑马身上的斑 图)是怎样产生的. 图灵还发现，各种颜色的 物体具有不同的扩散率，在液 体里相互起反应，就会变化其 浓度而形成空间不随时间变化 的稳态图案，也可以产生彩色 波浪的振荡式图案。图灵的这 种思想，在将近20年的时间里 没有受到化学家和生物学家的 注意。
化学振荡和自组织现象
Hale Waihona Puke 1952年，苏联化学家Belousov用硫酸铈盐作催化剂，进 行柠檬酸的溴酸氧化反应。当他把反应物和生成物的浓度控 制在远离平衡浓度的时候，某些组分（如溴离子和铈离子） 的浓度会发生周期性的变化，造成溶液的颜色会在无色和黄 色之间作周期性的变化。
化学螺旋波(Zhabotinsky花纹）
实验步骤
5.恒温5分钟后加入硝酸铈铵溶液，观察溶液的颜色
变化，同时开始计时并记录相应的变化电势（点击 “数据通讯”— “开始绘图”）。 6. 用上述方法将温度设置为 30℃、 35℃、 40℃、 45℃、50℃重复实验。 7. 按上述配方，将丙二酸、硫酸、溴酸钾溶液混合 均匀后停止搅拌，小心加入10ml硫酸铈铵溶液，观 察并纪录现象。
*
物理、化学中的时空有序现象
人们首次正式发现化学振荡反应是在1921年美国科 学家W· C· Bray 用H2O2、IO3-和丙二酸 (H2SO4为介 质,MnSO4为催化剂) 进行反应时,发现系统中碘的浓度 及的氧气生成速率均随时间产生周期性变化。 但之后很长时间内人们一直无法从热力学的角度来 解释化学振荡反应产生的原因。造成了化学振荡反应被 人们冷落了很长时间。 20世纪50年代末B-Z反应的发现之后，研究步伐大 大提高，至今余热不减。
(2) 在远离平衡态的非线性区(不遵守熵产生极 小值原理) (3) 有非线性反馈存在
化学振荡反应中的自催化作用就是一种非线性 正反馈作用
B-Z反应及其机理
目前人们已经发现的化学振荡反应的种类比较多,但最 受人们重视并且被广泛深入研究的是B-Z反应。 对B-Z反应机理的分析，最有代表性的工作是 Field, Koros和Noyes3位科学家完成的，合称为 FNK机理。
简 化 过 程 A B C
BrO3-+2Br-+3CH2(COOH)2 → 3BrCH(COOH)2+3H2O 4Ce3++BrO3-+5H+ → HOBr+2H2O+4Ce4+
4Ce4++BrCH( COOH)2+HOBr+H2O→2Br-+ 4Ce3+ +3CO2+6H+
简单地说, A 过程使Br- 浓度降低, C 过程使Br- 浓度再生, 亚溴酸HBrO2 的生成与消失, 即自催化现象集中在过程B, 宏观上 看到的是[Ce4+]与[Ce3+]的变化, 即 黄色 → 无色 → 黄色 → 无色 →⋯⋯的周期性变化.
耗散结构： 当一个开放体系处于远离平衡态的非线 性区域时，一旦体系的某一个参量达到一定 的阈值后,在某些条件下,通过涨落的放大使 体系发生突变,从无序走向有序,产生某种时 空有序的现象(自组织现象)。--------- 耗 散结构
形成耗散结构的条件：
（1）开放体系 形成与维持有序结构均需能量耗散。只有在开 放体系中，通过输入低熵物质,消耗环境的有效物 质与能量;输出高熵物质,发散体系的无效物质和能 量，即形成负熵流，且│deS│>│diS│,才能形成 时空有序的耗散结构。
B-Z振荡反应
一、实验目的
1、了解贝洛索夫-恰鲍廷斯基（BelousovZhabotinsky）反应（简称B-Z反应）的基本原 理，掌握研究化学振荡反应的一般方法。 2、掌握计算机在化学实验中的应用，测定振荡反 应的诱导期与振荡周期以及有关反应的表现活 化能。
二、实验原理
1、非平衡热力学简介（Introduction 经典热力学的困惑 * 热寂论的产生与批判. 在所有一切自然现象中，熵的总值永远只能增加， 不能减少，… 宇宙的熵力图达到某一最大值， … 宇宙 越接近这个极限状态， 宇宙就越消失继续变化的动力。 最后当宇宙达到这个状态时，宇宙就不能再发生任何大 的变动，这时宇宙将处于某种惰性的死的状态中。
of Non-equilibrium Thermodynamics）
--- Clausius “论热力学第二定律”(1867)
* 物理、化学家与生物学家的争论
热力学定律和达尔文进化论同属19世纪科学上最伟 大的发现，但表面看来，二者似乎是相互矛盾的。 热力学： 自然界的一切物理、化学变化总是向着 熵增加（即无序程度增大）的方向进行 生物学： 生命的发生和物种的进化，都是从低级 到高级、从无序到有序的变化。 因此，在很长的一段时期内，人们认为生物的进化 不遵守热力学第二定律，而是受另外的自然规律支配。 然而，自本世纪初以来，物理学家和化学家也发现了一 系列似乎违背热力学定律的现象。
五、数据处理
1.
从U-t曲线中得到诱导期和第一、二振荡周期。 2. 根据 t 诱 、 t1 振 、 t2 振 与 T 的数据，作 ln(1/t 诱 )1/T 和 ln(1/t1 振 )-1/T 图，由直线斜率求出表观活化 能E诱、E振。 3. 讨论实验步骤7观察到的现象，分析没有搅拌时 形成空间图案的原因，分析搅拌所起的作用。