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。
实验十二BZ振荡反应
实验十二 B-Z振荡反应1.目的要求1）了解、熟悉化学振荡反应的机理；2）通过测定电位一时问曲线求得化学振荡反应的表观活化能。
2.基本原理人们通常所研究的化学反应，其反应物和产物的浓度呈单调变化，最终达到不随时间变化的平衡状态。
而某些化学反应体系中，会出现非平衡非线性现象，即有些组分的浓度会呈现周期性变化，该现象称为化学振荡。
为了纪念最先发现、研究这类反应的两位科学家(BelouS0v和Zhabotinskii)，人们将可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统笼统地称为BZ振荡反应(Bz Oscillating Reaction)。
大量的实验研究表明，化学振荡现象的发生必须满足3个条件：(1)必须是远离平衡的敞开体系；(2)反应历程中应含有自催化步骤；(3)体系必须具有双稳态性(bistability)，即可在两个稳态间来回振荡。
有关BZ振荡反应的机理，目前为人们所普遍接受的是FKN机理，即由Field、Kоrоs和Noyes三位学者提出的机理。
对于下列著名的化学振荡反应（A）FKN机理认为，在硫酸介质中以铈离子作催化剂的条件下，丙二酸被漠酸盐氧化的过程至少涉及9个反应。
1.当上述反应中[Br-]较大时，BrO3-是通过下面系列反应被还原为Br2的，（1）（2）（3）其中反应(10.A)是控制步骤。
上述反应产生的Br2使丙二酸溴化（4）因此，导致丙二酸溴化的总反应(10.1)为上述四个反应之和而形成一条反应链，（α）2.当[Br-]较小时，溶液中的下列反应导致了铈离子的氧化（5）（6）（7）上面三个反应的总和组成了下列反应链，（β）该反应链是振荡反应发生所必需的自催化反应，其中反应式(Ⅱ一15—6)是速度控制步骤。
最后，Br-可通过下列两步反应而得到再生，（8）上述两式偶合给出的净反应为：（γ）如将反应式(α)、(β)和(γ)，)相加就组成了反应系统中的一个振荡周期，即得到总反应式(A)。
必须指出，在总反应中铈离子和溴离子已对消，起到了真正的催化作用。
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 。
物理化学B-Z震荡实验
B-Z振荡反应一、实验目的：1、了解振荡反应的基本原理，体会产生振荡反应必备的条件。
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、了解反应溶液的投放顺序以及观察颜色变化。
二、实验原理：有机物在酸性介质中被催化溴氧化的一类反应。
经典热力学熵增原理难以说明生命现象，普里高津提出了耗散结构理论，也提出了一个开放体系在达到远离平衡态的的非线性区域时，一旦体系的某个参量达到一定打得阀值后，通过涨落就可以使体系发生突变，从无序走向有序，产生化学振荡一类的自组织现象。
实验试剂：A溶液：3g丙二酸+6ml 1:1Ｈ2SO4+0.2硝酸铵+44mlH2OB溶液：2.5g溴酸钾+50mlH2O邻菲啰啉：0.7gFeSO4+0.5g邻菲啰啉三、实验步骤：1．在小烧杯中加入8mlA溶液和8mlB溶液混匀观察颜色变化（无→黄→无）记录变化周期，再加入1ml邻菲啰啉混匀，观察其颜色变化，记录五个周期。
2．空间化学波现象观察在培养皿中加入6mlA和6mlB混匀后，再加入2ml邻菲啰啉混匀，下衬白纸，水平放在桌上，静置一段时间，观察同心圆样图案。
四、实验数据处理：附：实验名词解释：（1）开放系统热力学第二定律告诉我们，一个孤立系统的熵一定会随时间增大，熵达到极大值，系统达到最无序的平衡态，所以孤立系统绝不会出现耗散结构。
那么开放系统为什么会出现本质上不同于孤立系统的行为呢？其实，在开放的条件下，系统的熵增量dS是由系统与外界的熵交换deS和系统内的熵产生diS两部分组成的，即：dS=deS+diS 热力学第二定律只要求系统内的熵产生非负，即diS>=0，然而外界给系统注入的熵deS可为正、零或负，这要根据系统与其外界的相互作用而定，在deS<0的情况下，只要这个负熵流足够强，它就除了抵消掉系统内部的熵产生diS外，还能使系统的总熵增量dS为负，总熵S减小，从而使系统进入相对有序的状态。
所以对于开放系统来说，系统可以通过自发的对称破缺从无序进入有序的耗散结构状态。
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。
BZ振荡反应设计实验报告[论文设计]
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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
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。
bz振荡实验报告
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。
B-Z振荡反应实验报告
B-Z振荡反应姓名：何一白学号：2012011908 班级：化22实验日期：2014年11月6日提交报告日期：2014年11月22日带实验的老师姓名：王振华1引言（简明的实验目的/原理）1.1 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1.2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2.1.1 实验仪器计算机及接口一套；HS-4 型精密恒温浴槽；电磁搅拌器；反应器1 个；铂电极1 个；饱和甘汞电极1 个；滴瓶3 个；量筒3 个；2ml 移液管1 支；洗瓶1 个；镊子1 把；2.1.2 实验药品0.02 mol/L 硝酸铈铵；0.5 mol/L 丙二酸；0.2 mol/L 溴酸钾； 0.8 mol/L 硫酸。
2.2 实验条件（实验温度、湿度、压力等）实验室温度16.3℃，大气压102.19kPa2.3 实验操作步骤及方法要点1.检查仪器药品。
2.按装置图（如图1 所示）接好线路。
图1 . B－Z振荡反应实验装置图3.接通相应设备电源，准备数据采集。
4.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。
打开数据记录设备，开始数据采集，待基线走稳后，用移液管加入2ml硝酸铈铵溶液。
BZ振荡实验报告夏胜军材52
BZ振荡实验报告夏胜军材52B-Z振荡反应姓名：夏胜军学号：20150011944 班级：材52 同组实验者：韦尧洁实验⽇期：2016年11⽉3⽇提交报告⽇期：2016年11⽉6⽇助教：代巧玲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实验原理化学振荡的定义：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。
B-Z振荡的定义：在⾦属铈离⼦、铁离⼦和锰离⼦等的催化下，柠檬酸等有机酸（如丙⼆酸、苹果酸、丁酮⼆酸等）的溴酸氧化反应系统能出现化学振荡现象。
⼈们笼统地称这类反应为B-Z反应。
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：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。
按照FKN 机理，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
学院：理学院专业：应用化学指导教师：实验时间：姓名：学号：BZ振荡反应实验摘要：本文用铂电极及217型甘汞电极做参比电极测定了B-Z振荡反应的电位变化曲线，通过改变温度、酸度及KBrO3浓度观察对反应诱导期、振荡周期的影响，获得了表观活化能等参数。
关键词：B-Z振荡反应、温度、酸度、浓度、变化1、前言1.1 B Z振荡反应历史化学振荡反应是具有非线性动力学微分速率方程，是在开放体系中进行的远离平衡的一类反应。
体系与外界环境交换物质和能量的同时，通过采用适当的有序结构状态耗散环境传来的物质和能量。
这类反应与通常的化学反应不同，它并非总是趋向于平衡态的。
1921年，伯克利加州大学的布雷(Bray，William)在用碘作催化剂使过氧化氢分解为水和氧气时，第一次发现了振荡式的化学反应。
但依据经典热力学第二定律，认为任何化学反应只能走向退化的平衡态，因而当时的化学家否定了这个发现。
1952年，英国数学家图灵通过数学计算的方法，在理论上预见了化学振荡这类现象的可能性。
1958年，俄国化学家别洛索夫(Belousov) 和扎鲍廷斯基(Zhabotinskii)首次报道了以金属铈作催化剂，柠檬酸在酸性条件下被溴酸钾氧化时可呈现化学振荡现象：溶液在无色和淡黄色两种状态间进行着规则的周期振荡。
该反应即被称为Belousov- Zhabotinskii反应，简称B-Z反应。
1969年，现代动力学奠基人普里戈金提出耗散结构理论，人们才清楚的认识到振荡反应产生的原因：当体系远离平衡态时，即在非平衡非线性区，无序的均匀态并不总是稳定的。
在特定的动力学条件下，无序的均匀定态可以失去稳定性，产生时空有序的状态，这种状态称之为耗散结构。
例如浓度随时间有序的变化(化学振荡)，浓度随时间和空间有序的变化(化学波)等。
耗散结构理论的建立为振荡反应提供了理论基础，从此，振荡反应赢得了重视，它的研究得到了迅速发展。
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努力，于1972年提出俄勒冈（FKN ）模型，用来解释并描述B-Z 振荡反应的很多性质。
振荡反应实验报告范文(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解Belousov-Zhabotinski（B-Z）振荡反应的基本原理及其化学振荡现象。
2. 通过实验，掌握B-Z振荡反应的条件控制，观察并记录反应过程中的颜色变化和电位变化。
3. 分析B-Z振荡反应的周期性规律，探究影响反应周期的因素。
4. 理解自催化过程在振荡反应中的作用，加深对非线性动力学机制的认识。
二、实验原理B-Z振荡反应是一种典型的化学振荡现象，它是由有机物在酸性介质中被催化溴氧化的一类反应。
该反应体系主要由以下几种物质组成：丙二酸（MA）、溴酸钾（KBrO3）、硫酸（H2SO4）和催化剂（Ce4+）。
反应过程中，丙二酸被溴酸钾氧化生成溴代丙二酸，同时生成Ce4+离子。
Ce4+离子作为催化剂，参与反应的氧化还原过程，使得反应系统产生周期性的振荡。
B-Z振荡反应的机理可以概括为以下三个过程：1. 过程A：丙二酸与溴酸钾反应生成溴代丙二酸和Ce4+离子。
\[ 2MA + 2BrO3^- + 2H^+ \rightarrow 2BrMA + Ce4^+ + 2H2O \]2. 过程B：溴代丙二酸在Ce4+离子的催化下，再次被溴酸钾氧化，生成Br2和Ce4+离子。
\[ BrMA + BrO3^- + H^+ \rightarrow Br2 + Ce4^+ + 2H2O \]3. 过程C：Ce4+离子在反应过程中被还原为Ce3+离子，Ce3+离子与溴酸钾反应生成Ce4+离子，从而维持反应的持续进行。
\[ Ce4^+ + e^- \rightarrow Ce3^+ \]\[ Ce3^+ + BrO3^- + 2H^+ \rightarrow Ce4^+ + Br2 + H2O \]三、实验材料与仪器材料：- 丙二酸（MA）- 溴酸钾（KBrO3）- 硫酸（H2SO4）- 硫酸铜（CuSO4）- 硫氰酸钾（KSCN）- 0.1mol/L pH缓冲溶液- 蒸馏水- 铂电极- 217型甘汞电极- 饱和甘汞电极- 电位计- 秒表- 容量瓶- 烧杯- 玻璃棒- 滴定管仪器：- 酸度计- 离子色谱仪- 恒温水浴- 镜子四、实验步骤1. 溶液配制：- 配制0.1mol/L的MA溶液。
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。
物化实验报告_综合实验二B-Z振荡
物化实验报告_综合实验二B-Z振荡实验名称：综合实验二B-Z振荡实验时间：2021年X月XX日实验地点：XXX实验室一、实验目的1. 了解放大器、可变电容二极管、振荡电路等的基本知识和原理2. 掌握B-Z振荡器的工作原理和使用方法3. 学习使用示波器进行信号的测量和分析，以及信号的放大二、实验器材B-Z振荡器电路板、示波器、万用表、电源、电容二极管、晶体管、电阻、连接线等三、实验原理1. 放大器放大器是一种将电子信号放大并输出的电子设备。
在放大器中，放大管(如晶体管、真空管等)被用作信号放大器以提高电路的总增益。
当放大管被工作在其工作点时，输入信号放大并输出。
放大器将输入信号放大并输出比输入信号更大的信号。
2. 可变电容二极管可变电容二极管是一种可以通过改变电场来调整电容值的二极管。
在可变电容二极管中，通过改变两个电极之间的距离或上面的介电常数来改变电容值。
3. 振荡电路振荡电路是一种能够在没有外接信号源的情况下生成自己的频率的电路。
振荡电路可由反馈电路和放大器组成，使放大器对反馈电路的输出信号进行放大，从而产生自己的频率信号。
4. B-Z振荡器B-Z振荡器是一种基于电容二极管和电荷放电的振荡器。
B-Z振荡器将电容二极管的电荷放电输出到单个晶体管的基端，以产生振荡信号。
四、实验步骤1. 将实验仪器连接起来并打开电源。
2. 取得B-Z振荡器电路板，并根据提供的电路图连接电容二极管、晶体管、电阻、调节旋钮等。
3. 将示波器接入电路，并将其与电路板连接起来。
4. 打开示波器并调整示波器以测量电压和电流等信号。
5. 调整调节旋钮以达到振荡信号的趋势。
6. 测量输出信号的频率和幅度，以及各组件的电压、电流等参数。
五、实验结果与分析通过调整调节旋钮和测量振荡信号的频率和幅度来帮助掌握B-Z振荡器的工作原理和使用方法。
使用示波器来测量电压和电流等信号，以及信号的放大。
学习使用不同元件的效果来调整电路并改变信号的振荡特性。
物理化学-实验二十六：BZ化学振荡反应
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）。
《物理化学实验报告》b—z振荡反应
B-Z振荡反应2011年10月17日实验，2011年10月20日提交报告助教：曹中林1 引言所谓振荡反应是指体系中某些物理量（如浓度）随时间发生周期性变化的反应。
1958年，Belousov首次报道在以Ce n+为催化剂的条件下，柠檬酸被溴酸氧化的均相系统可呈现此种化学振荡现象。
随后Zhabotinsky继续了该反应的研究。
到目前，该反应已经拓展到一类金属离子催化的溴酸（盐）氧化有机酸的反应体系，被统称为B-Z振荡反应。
1972年, Field等人经过大量的研究, 提出了著名的FKN机理[1]。
该机理认为引起体系振荡行为的关键组分是中间产物HBrO2,、Br—和Ce4+及Ce3+。
其中Br—起到控制过程的作用，通过（5）、（6）两步耦合形成自催化过程的HBrO2起到切换开关的作用, 而Ce4+起到再生Br—的作用。
该机理包括两个主要过程：过程A和过程B, 而过程C起到连接过程A和B的作用（见表1）。
表1 FKN机理*过程反应速率常数AHOBr + Br- + H+Br2 + H2Ok1 = 8×109 mol-2∙L2∙s-1k-1 = 110 s HBrO2 + Br- + H+→2HOBr k2 = 2×109 mol-2∙L2∙s-1 BrO3- + Br- +2H+→HBrO2 + HOBr k3 = 2.1 mol-3∙L3∙s-1B2HBrO2→BrO3- + HOBr + H+ k4 = 4×107 mol-1∙L∙s-1 BrO3- + HBrO2 + H+2BrO2 + H2Ok5 = 1.0×104 mol-2∙L2∙s-1k-5 = 2×107 mol-1∙L∙s-1 BrO2 + Ce3+ + H+→HBrO2 + Ce4+快速CBr2 + MA →BrMA + Br- + H+k7 = 1.3×10-2[H+][MA] 6Ce4+ + MA + 2H2O →6Ce3+ + HCOOH + 2CO2 + 6H+4Ce4+ + BrMA + 2H2O →4Ce3+ + Br- + HCOOH + 2CO2 + 5H+Br2 + HCOOH →2Br- + CO2 + 2H+* 表中MA和BrMA分别为CH2(COOH)2和BrCH(COOH)2的缩写。
【清华】实验6_B-Z振荡反应_2006011835
实验6 B-Z振荡反应唐盛昌2006011835 分6同组实验者：徐培实验日期：2008-12-4，提交报告日期：2008-12-11带实验助教：曾光洪1引言（简明的实验目的/原理）1.1实验目的：1.1.1了解Belousov-Zhabotinski反应（简称B-Z反应）的机理。
1.1.2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：2Br H +HOBr k 22−→− 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。
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。
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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 ①②式中为中间体，过程特点是大量消耗。
反应中产生的能进一步反应，使有机物MA 如丙二酸按下式被溴化为BrMA,(A1)(A2)过程B ③④这是一个自催化过程，在消耗到一定程度后，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，催化剂氧化为。
在过程B 的③和④中，③的正反应是速率控制步骤。
此外，的累积还受到下面歧化反应的制约。
⑤过程C MA 和使离子还原为，并产生（由）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：⑥2++f +2+其他产物式中f 为系数，它是每两个离子反应所产生的数，随着与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。
正是由于过程C ，以有机物MA 的消耗为代价，重新得到和，反应得以重新启动，形成周期性的振荡。
322BrO Br H HBrO HOBr --+++→+22HBrO Br H HOBr-+++→2HBrO Br -HOBr 22HOBr Br H Br H O -+++→+2Br MA BrMA Br H -++→++32222BrO HBrO H BrO H O-++++342222222BrO Ce H HBrO Ce ++++→+Br -2HBrO 3Ce +4Ce +2HBrO 232HBrO BrO HOBr H -+→++BrMA 4Ce +3Ce +Br -BrMA 4Ce +MA BrMA →Br -3Ce +4Ce +Br -BrMA Br -3Ce +丙二酸的B-Z 反应，MA 为，即为，总反应为：22()CH COOH BrMA 2()BrCH COOH它是由①+②+4×③+4×④+2×⑤+5×（A1）+5×（A2），再加上⑥的特征，组合而成。
但这个反应式只是一种计量方程，并不反应实际的历程。
按在FKN 机理的基础上建立的俄勒冈模型，可以导得，振荡周期t 振与过程C 即反应步骤⑥的速率系数以及有机物的浓度呈反比关系，比例常数还与其他反应步骤的速率系数有关。
当测定不同温度下的振荡周期t振，如近视地忽略比例常数随温度的变化，可以估算过程C 即反应步骤⑥的表观活化能。
另一方面，随着反应的进行，逐渐减小，振荡周期将逐渐增大。
2 实验操作2.1 实验用品计算机及接口一套（或其他电势差数据记录设备）；THGD-0506 高精度低温恒温浴槽；78-2 型双向磁力加热搅拌器；反应器1 个；铂电极1 个；饱和甘汞电极1个；滴瓶3 个；量筒3 个；2ml 移液管1 支；洗瓶1 个；镊子1 把。
0.02 mol/L 硝酸铈铵；0.5mol/L 丙二酸；0.2 mol/L 溴酸钾；0.8 mol/L 硫酸。
实验装置图2.2 实验条件实验室温为17.5℃，气压为101.29 kPa 。
实验分别在20℃、25℃、30℃、35℃。
2.3 实验操作步骤及方法要点检查好仪器样品，按照装置图接好电路。
其中，铂电极接在正极上，饱和甘汞电极接在负极上，在进行实验之前需检查甘汞电极中的液面是否合适以及是否有气泡等。
接通相应设备电源，准备数据采集。
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。
打开数据记录设备，开始数据采集，待基线走稳后，用移液管加入2ml 硝酸铈铵溶液。
3322222335()3()245CeH BrO CH COOH BrCH COOH HCOOH CO H O ++-++−−−→+++4322282()4822410Ce BrCH COOH H O Ce Br HCOOH CO H ++-+++→++++ck Bc Bc观察溶液的颜色变化及反应曲线，待重复8~10 次完整周期后，停止数据记录，保存数据文件，记录恒温槽温度，从数据文件中读出相应的诱导期和振荡周期。
后依次升温至25℃、30℃、35℃，进行实验操作。
3 结果与讨论3.1 原始实验数据丙二酸溶液的浓度为0.5mol/L；溴酸钾溶液的浓度为0.2mol/L；硝酸铈铵溶液的浓度为0.02mol/L；硫酸溶液的浓度为0.8mol/L。
1. t = 20℃20℃时电压~时间关系曲线（振荡曲线）2. t = 25℃25℃时电压~时间关系曲线（振荡曲线）3. t = 30℃30℃时电压~时间关系曲线（振荡曲线）4. t = 35℃35℃时电压~时间关系曲线（振荡曲线）5. 现象观察：加入硝酸铈铵溶液后，溶液显浅黄色。
出现振荡后，随着电压的降低，溶液颜色逐渐变浅直至消失；而后，溶液颜色突然出现，随之电压开始快速升高，达到最高处时颜色最深。
3.2 计算的数据、结果1. 诱导期及表观活化能E诱根据所得的电压-时间曲线，利用origin 读出诱导起始和终止点并可计算出对应的诱导期，列表如下：各温度下诱导起始和终止点及诱导期温度/℃20253035诱导起始点/s68.4375156.0625133.910269.4492诱导终止点/s580.418508.9531400.75252.2188诱导期/s511.9805352.8906266.8398182.7696因此即可得ln(1/ t诱 )和1/T数值如下表：各温度下ln(1/ t诱 )和1/T数值温度/℃202530351/(T/℃)0.003413 0.003356 0.003300 0.003247 ln(1/ t诱 )-6.2383 -5.8662 -5.5866 -5.2082根据所得数值，作出ln(1/ t诱 ) ~1/T图像如下：ln(1/ t诱 ) ~1/T关系及拟合直线拟合直线方程为y=-6080.6x+14.517，拟合系数为0.998。
由阿累尼乌斯公式知，直线斜率为-Ea / R，因此有：E诱 = -m×R= 6080.6×8.314 = 50.55 kJ/mol2. 振荡周期及表观活化能E振根据所得的电压-时间曲线，利用origin 读出各个振荡周期的峰值并计算出对应的振荡周期，列表如下：各温度下振荡周期温度/℃20253035振荡周期1/s86.071867.937540.324226.2071振荡周期2/s90.621169.468739.250026.6601振荡周期3/s86.597671.507840.265627.7071振荡周期4/s93.132969.453241.230528.1875振荡周期5/s88.636728.1914平均值/s89.0120 55.6734 32.2141 27.3906因此即可得ln(1/ t振 )和1/T数值如下表：各温度下ln(1/ t振 )和1/T数值温度/℃202530351/(T/℃)0.003413 0.003356 0.003300 0.003247 ln(1/ t振 )-4.4888 -4.0195 -3.4724 -3.3102根据所得数值，作出ln(1/ t振 ) ~1/T图像如下：ln(1/ t 振 ) ~1/T 关系及拟合直线拟合直线方程为y=-7386.1x+20.765，拟合系数为0.98。
由阿累尼乌斯公式知，直线斜率为-Ea / R ，因此有：E 振 = -m ×R= 7386.1×8.314 = 61.41 kJ/mol3.3 讨论分析 1. 现象观察实验中溶液颜色出现周期性的变化，在振荡电压升高即曲线下降时，溶液颜色由黄色变无色，主要是由于发生了以下反应：溶液中显黄色的离子变成了无色的离子。
在电压降低时即曲线上升时，反映体系颜色由无色变为黄色，主要是由于发生了如下反应：溶液中无色的离子又变成了显黄色的离子。
2. 误差来源1 确定诱导期和振动周期时，由于是肉眼观察图像取点，具有很大的不确定性，容易引起误差。
从数据可以看出振动周期之间差别较大，也说明了这一点。
2 虽然我们通过恒温槽将温度设定为固定值，但在实验过程中发现温度仍然存在着一定程度的波动，使记录值与平均值存在偏差。
3 做直线拟合时只有4组数据，样本太小。
3. 实验过程异常现象分析本次实验在我们最初测第一组数据时发现曲线产生了非常剧烈的波动，经检查是因为甘汞电极内部存在气泡，导致电路不畅。
换了甘汞电极排除气泡后我们再次进行实验，发现仍有类似波动。
仔细排查后发现是由于甘汞电极插入反应液的深度不够，以致在搅拌过程中频繁暴露在空气中，造成电位异常。
4. 改进意见建议改进装置使电极固定得更稳，并且不要将电路触点暴露在外面，避免机械干扰。
4. 结论实验结果归纳如下：各温度下诱导期振荡周期及表观活化能温度/℃ 20 25 30 35 表观活化能(kJ/mol)诱导期/s 512.0 352.9 266.8 182.8 50.55 振荡周期/s89.055.732.227.390661.414Ce +3Ce+3Ce +4Ce +5 参考文献[1]《基础物理化学实验》清华大学出版社贺德华，麻英，张连庆编[2]《基础物理化学》清华大学出版社朱文涛编6 附录（思考题）1.中间加入这些离子，将会出现什么现象？试用FKN机理加以分析。
答：由FKN机理知卤素离子主要参与反应步骤A，而系统从A转入B的条件是卤素离子的浓度下降。
因此若加入卤素离子，步骤A的持续时间将会变长，从而导致整个诱导期和振荡周期变长。
2. 为什么B－Z反应有诱导期？反应何时进入振荡期？3. 影响诱导期的主要因素有哪些？答：(1) 温度：根据Arrhenius温度越高，k值越大，反应速率越快。
那么在诱(3) 反应液的浓度：在速率方程里，浓度与反应速率有直接关系，一般来说，反应液浓度越高，反应速率越快。
4. 体系中什么样的反应步骤对振荡行为最为关键？件。
7 收获与建议本次实验中我掌握了振荡反应的原理以及诱导活化能、振荡周期活化能的测定方法。
另外还了解了以电位差测定化学反应速率的手段，收获不少。
但也有不少经验教训，比如实验开始前必须确认各个装置处于合适状态、搭建装置的过程中也需小心谨慎，否则将带来意想不到的后果，大大延长实验时间。
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