BZ振荡
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。
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+4~ CH 2(COOH)2 ~ H 2SO 4作为反映体系。
该体系的总反应为:体系中存在着下面的反应过程。
过程A :23过程B :45 6Br -的再生过程: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HBrO 2可以看出:Br -和HbrO 2的。
当K 3 [Br -]>K4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。
研究表明,Br -的临界浓度为:若已知实验的初始浓度,可由上式估算[Br -]crit 。
体系中存在着两个受溴离子浓度控制的过程A 和过程B ,当[Br -]高于临界浓度[Br -]crit 时发生过程A ,当[Br -]低于[Br -]crit 时发生过程B 。
[Br -]起着开关的作用,他控制着A,B 之间的变化。
这样体系就在过程A 、过程B 间往复振荡。
在反应进行时,系统中[Br -]、[HbrO 2]、[Ce +3]、[Ce +4]都随时间作周期性的变化,实验中,可以用溴离子选择电极测定[Br -],用铂丝电极测定[Ce +4]、[Ce +3]随时间变化的曲线。
溶液的颜色在黄色和无色之间振荡,若再加入适量的FeSO 4邻菲咯啉溶液,溶液的颜色将在蓝色和红色之间振荡。
从加入硫酸铈铵到开始振荡的时间为t诱 ,诱导期与反应速率成反比。
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振荡实验报告
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。
BZ振荡反应
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”)。
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
A BrO3-+2Br-+3CH2(COOH)2 → 3BrCH(COOH)2+3H2O
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。
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。
化学振荡和自组织现象
实验三十七BZ振荡反应
根据t诱与温度数据作lnl/t诱~1/T图,求出表现活化能。
实验讨论
1、实验中溴酸钾试剂纯度要求高。 2、217 型甘汞电极用lmol·L -1H2SO4作液接。 3、配 0.004 mol·L -1的硫酸铈铵溶液时,一定要在 0.20 mol·L -1硫酸介质中配制。防止发 生水解呈混浊。 4、所使用的反应容器一定要冲洗干净,转子位置及速度都必须加以控制。
kf
kf + knr
(38-10)
Φ=
k f [ A* ]
=
kf
k f ⋅[ A* ] + knr ⋅[ A* ] + kq ⋅[Q] ⋅[ A* ] k f + knr + kq ⋅[Q]
(38-11)
Φ0、Φ分别表示不加和加猝灭剂时的光量子产率。而
I0 = Φ0 =
k f /(k f + knr )
度后,再稳定 5 分钟,加入 10mL硫酸铈铵(4X10-3mol/L)后,点击“开始实验”,输入文件名,
保存实验波形及数据。注意观察溶液颜色的变化及信号电压值的变化。观察反应曲线,待反
应完成后,按“查看峰谷值”键可观察各波的峰、谷值。
7.如果需要打印此次实验波形,按下“打印”键,选择打印比例,程序根据操作者选择的
BrO3- + HBrO2 + H+ KK3 4
2BrO2 + H2O
(37-3)
BrO2 + Ce+3 + H+
HBrO2 + Ce+4
(37-4)
2HBrO2 KK5 5
BrO3- + HOBr + H+
bz振荡反应现象
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。
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。
BZ振荡反应
(2)Br HBrO2 H 2HBrO
过程B:(3)HBrO 2 BrO 3 H BrO2 H 2O (4)BrO2 Ce3 H HBrO 2 Ce4 (5)2HBrO 2 BrO3 H HBrO
• 恒温5min后按下开始实验按钮,根据提示 输入BZ振荡反应即时数据存储文件名。加 入浓度为0.04mol/L硝酸铈铵溶液3ml后, 按OK键进行实验。
• 观察反应曲线,待画完4个波形反应完成 后,按停止实验,记录起波时间。按察看 峰谷值键可以察看各波的峰、谷值。
• 按修改目标温度键修改反应温度。用上述 方法改变温度为30℃、35℃、40℃、45℃、 50℃时重复上述4-6步。
• 通常把化学 反应体系的各种时空有序结构称为非 线性化学现象 ,简称为非线性化学.非线性化学 作为一门新的交叉 学科正在形成之中,它已经成 为化学发展中的一个新的生长点。
BZ化学振荡体系
• 有些 自催化反应有可能使反应体系中某些物质的浓 度随时间(或空间)发生周期性的变化,这类反应称为 化学振荡反应。
• 过程 C为丙二酸被溴化为 BrCH(OOH)2,与 Ce4+ 反应生成 Br-,使 Ce4+还原为 Ce3+ 。
• 过程 C对化学振荡非常重要 ,如果只有.,正是 C 的存在,以丙二酸的消 耗为代价 ,重新得到 Br-和 Ce3+,反应得以 再启动,形成周期性的振荡。
BZ 振荡反应
.实验目的
• 了解B-Z振荡反应的基本原理。
• 掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂 时,丙二酸被溴酸氧化的基本原理。
• 初步了解自然界中普遍存在的非平衡非线 形问题。
实验原理
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。
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。
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。
B-Z震荡反应
B-Z 震荡反应1、引言[1]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: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:在金属铈离子(或铁离子、锰离子等)作催化剂的条件下,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表:序号 机理步骤 速率或速率常数 (1)22HOBr Br H Br H O -++++ƒ1116291110108----=⋅⋅⨯=sk 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
bz振荡反应实验报告
实验目的,通过实验观察bz振荡反应的过程及其特点,了解振荡反应的基本
原理。
实验仪器与试剂:
1. 反应器,玻璃容器。
2. 试剂,溴化钾、溴化铵、硫酸亚铁、硫酸、水。
实验步骤:
1. 在玻璃容器中加入一定量的溴化钾和溴化铵溶液。
2. 向容器中加入适量的硫酸亚铁和硫酸,使反应混合物均匀。
3. 观察反应过程中的颜色变化和气泡产生情况。
实验结果:
在实验过程中,我们观察到了bz振荡反应的特点,首先是反应混合物由无色
逐渐变为黄色,然后变为蓝色,接着又变为无色,如此往复循环。
在颜色变化的同时,反应混合物中也产生了气泡,整个过程呈现出周期性的振荡变化。
实验分析:
bz振荡反应是一种典型的化学振荡反应,其发生的原理是由于反应物浓度的周期性变化所导致的。
在反应过程中,溴化钾和溴化铵的浓度会随着反应进行而周期性地变化,从而引起反应混合物颜色和气泡产生的周期性变化。
这种振荡反应在化学动力学中具有重要的意义,也为我们理解化学反应动力学提供了一个生动的实例。
实验总结:
通过本次实验,我们深入了解了bz振荡反应的特点和原理,也对化学振荡反应的周期性变化有了更深入的认识。
振荡反应的研究不仅有助于我们理解化学反应动力学的基本原理,也在化工生产和生物医学领域具有重要的应用价值。
希望通过今后的实验和学习,能够进一步深化对化学振荡反应的理解,为化学领域的发展做出更大的贡献。
以上就是本次bz振荡反应实验的报告内容,希望能对大家有所帮助。
实验八 BZ振荡反应实验报告
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。
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.仪器与试剂:仪器 NDM -1电压测量仪;数据采集接口装置; 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;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.用1.003mol dm -⋅硫酸作217型甘汞电极液接;2.按图连接好仪器,打开超级恒温水浴,将温度调节至30.0±0.1℃;3.配制0.453mol dm -⋅丙二酸250ml 、0.253mol dm -⋅溴化钾250ml 、3.003mol dm -⋅硫酸250ml ;在0.203mol dm -⋅硫酸介质中配制33410mol dm --⨯⋅的硫酸铈铵250ml 。
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15ml ; 5.打开磁力搅拌器,调节合适速度;6.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;7.恒温5min 后,加入硫酸铈铵溶液15ml ,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;8.电势变化首次到最低时,记下时间t 诱;9.用上述方法将温度设置为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃重复实验,并记下t 诱; 10.根据t 诱与温度数据ln(1/)1/t T 诱作图。
四、原始数据记录及处理温度(C)t 诱(min)1lnt 诱T(min) 1T30 4.557 -1.51666 0.886 1.1287 35 3.564 -1.27088 0.5696 1.7556 40 2.343 -0.85143 0.3856 2.5934 45 1.969 -0.67753 0.2644 3.7821 501.467-0.383220.20144.9652根据实验数据作出ln(1/)~1/t T 诱图如下:依据上图就可求出任何温度下的诱导期和振荡周期。
BZ振荡实验
BZ振荡实验一、实验目的及要求1.了解BZ(Belousov-Zhobotinski)振荡反应的基本原理,观察BZ化学振荡实验。
2.了解化学振荡反应中的电势测定方法,通过测定电位-时间曲线求得化学振荡反应的表观活化能。
二、实验原理1.BZ振荡反应化学振荡是指反应系统中的某些量(如某组分的浓度)随时间做周期性的变化。
BZ振荡实验是由贝诺索夫(Belousov)和柴波廷斯基(Zhobotinski)发现和发展起来的,是指在酸性介质中,有机物在有金属离子催化的条件下被溴酸盐氧化,某些组分的浓度发生周期性的变化。
大量实验研究表明,化学振荡反应的发生必须满足三个条件:(1)必须是远离平衡态体系;(2)反应历程中含有自催化步骤;(3)体系必须具有双稳态性,即可在稳态间来回振荡。
2.FKN机理菲尔德(Field)、科罗什(Koros)、诺伊斯(Noyes)三位科学家对BZ振荡反应实验进行了解释,称为FKN机理。
下面以BrO3~Ce4+~CH2(COOH)2~H2SO4体系为例说明。
在该体系中发生的总反应为:该反应的的核心内容是系统中存在受Br-浓度控制的A和B两个过程。
具体的说,当Br-的浓度高于某个浓度(这个浓度被称为临界浓度C临)时,BrO3-被还原成Br2,即发生A过程。
过程A:(注:HOBr产生后立即被丙二酸消耗,反应过程如下:当Br-的浓度低于临界浓度时,或者说Br-的浓度较低时,Ce3+被氧化为Ce4+,发生B过程。
过程B:(自由基反应瞬间完成)Br-再生过程:过程A是消耗Br-并产生能进一步发生反应的HBrO2,HOBr是中间产物,产生之后立即被丙二酸消耗。
过程B是一个自催化的过程(HBrO2充当催化剂),在Br-消耗到一定程度后,HBrO2才按③和④进行,并使反应不断加速,与此同时,Ce3+被氧化为Ce4+。
HBrO2的累积还受⑤的制约。
⑥反应为丙二酸被溴化为BrCH(COOH)2,与Ce4+反应生成Br-使Ce4+转化为Ce3+。
bz电化学振荡反应
bz电化学振荡反应
电化学振荡反应是一种在电化学反应中观察到的特殊现象,即反应物浓度周期性地在两个或多个不同的值之间振荡变化。
其中,BZ反应是指归属于贝尔佐夫斯基(Belousov-Zhabotinsky)振荡反应家族的一类电化学振荡反应。
BZ反应的典型特点是,当存在特定的反应物浓度和条件下,反应体系会自发地发生周期性变化,如颜色变化或产生规律的波动等。
这种振荡现象主要是由于反应体系中产生了可逆的氧化还原反应,同时存在反馈机制,使得反应物的浓度发生周期性波动。
BZ反应的机理较为复杂,主要涉及氧化还原反应、反应中间体的生成与消耗以及反应条件的调控等。
研究BZ反应有助于深入了解反应动力学、非平衡系统的行为以及自组织系统等领域的基本原理。
BZ反应在化学、物理以及生物学等多个领域都有应用,例如用于模拟生命系统中的节律性振荡现象、开发化学时钟以及研究非线性动力学等。
BZ震荡
实验名称: B —Z 振荡反应一 实验原理:一个开放系统在达到远离平衡态非线性区域时,一旦系统的某一个参数达到一定阈值后,通过涨落就可以使系统有无序突变为有序。
()()O 4H 3CO COOH 2BrCH COOH 2CH 2BrO 2H 222223++−→−++-+过程A :HOBr HBrO 2HBr BrO 2K 32+−→−+++--2HOB r H B r HBrO 3K 2−→−+++-过程B :O H 2BrO HHBrO BrO 22K 234+−→−+++-42K 32Ce HBrO H Ce BrO 5++++−→−+++++−→−H HOBr BrO 2HBrO-3K 26 Br - 的再生过程:()++-++++−→−+++6H 3CO 4Ce 2Br HOBr O H COOHBrCH 4Ce 23K 2247二 仪器 药品1. 仪器 烧杯(50ml 3个,150ml 1个,1000ml 1个)量筒(10ml 1个,100ml 1个)2. 药品酸:浓硫酸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[1]。
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[2]。
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。
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BZ 振荡
1.影响诱导期的主要因素有哪些?
答:影响诱导期的主要因素有反应温度、酸度和反应物的浓度。
温度、酸度、催化剂、离子活性、各离子的浓度
2.本实验记录的电势主要代表什么意思?与Nernst 方程求得的电位有何不同?
答:本实验记录的电势是Pt 丝电极与参比电极(本实验是甘汞电极)间的电势,而Nernst 方程求得的电位是电极相对于标准电极的电势,它反映了非标准电极电势和标准电极电势的关系。
表面张力
1、用最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?
答:分析毛细管口气泡的形成与破裂的过程中,气泡的半径与气泡膜表面张力的关系有:
当R r →时,气泡的σ达到最大,此时等于()max 0max p p p -=∆。
当R r >时,σ减小;而继续抽气,使压力差增大而导致气泡破裂。
故读取最大压差,使满足222r p r p r πππσ=∆=最大,从而计算表面张
力。
2、哪些因素影响表面张力测定结果?如何减小以致消除这些因素对实验的影响?
答:影响测定结果的因素有:仪器系统的气密性是否良好;测定用的毛细管是否干净,实验中气泡是否平稳流过;毛细管端口是否直切入
液面;毛细管口气泡脱出速度;试验温度。
故试验中要保证仪器系统的气密性,测定用的毛细管洁净,实验中气泡平稳流过;毛细管端口一定要刚好垂直切入液面,不能离开液面,但亦不可深插;从毛细管口脱出气泡每次应为一个,即间断脱出;表面张力和温度有关,要等溶液恒温后再测量。
3、滴液漏斗放水速度过快对实验结果有没有影响?为什么?
答:若放水速度太快,会使抽气速度太快,气泡的形成与逸出速度快而不稳定,致使读数不稳定,不易观察出其最高点而起到较大的误差。
磁化率的测定
1.不同励磁电流下测得的样品摩尔磁化率是否相同?
答:相同,摩尔磁化率是物质特征的物理性质,不会因为励磁电流的不同而变。
但是在不同励磁电流下测得的cM稍有不同,。
主要原因在于天平测定臂很长(约50cm),引起Dw的变化造成的,当然温度的变化也有一定影响。
2.用古埃磁天平测定磁化率的精密度与哪些因素有关?
答:(1)样品管的悬挂位置:正处于两磁极之间,底部与磁极中心线齐平,悬挂样品管的悬线勿与任何物体相接触;
(2)摩尔探头是否正常:钢管是否松动,若松动,需坚固;
(3)温度光照:温度不宜高于60℃,不宜强光照射,不宜在腐蚀性气体场合下使用;
(4)摩尔探头平面与磁场方向要垂直;
(5)空样品管需干燥洁净,每次装样高度,均匀度需一样,测量结果的精密才高。
凝固点降低
1、为什么会产生过冷现象?如何控制过冷程度?
答案:过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后,没有晶体析出而达到过饱和状态的现象,原因一般是由于降温过快或溶液中较干净,没有杂质晶核。
放置过冷首先要放慢降温速度,一定要慢,然后再适当搅拌或加晶种,不过测凝固点应该用不上晶种,只需要慢慢降温就会有晶体析出。
2、根据什么原则考虑加入溶质的量,太多或太少会有何影响?
答案:加入的溶质的量约使溶液的凝固点降低0.5℃左右。
加入太多,会使溶液太快凝固,加入太少,会使溶液的凝固点降低不明显,测量误差会增大。
3.为什么测定溶剂的凝固点是,过冷程度大一些测定结果影响不大,而测定溶液凝固点是却必须尽量减少过冷现象?
答案:溶剂凝固热较大,可以抵偿散热,温度可以回升到凝固点;而溶液出现拐点时,析出晶体量少,放热也小,过冷程度大,温度会升不到正常凝固点,测量值偏低
PH电极电势
1、写出Fe3+ / Fe2+ - EDTA系统在电势平台区的基本电极反应及其对应的
Nernst公式的具体形式。
答案:。