物理化学实验报告BZ振荡

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BZ振荡反应实验报告

BZ振荡反应实验报告

验九 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、实验原理自然界存在大量远离平衡的敞开系统,它们的变化规律不同于通常研究的平衡或近平衡的封闭系统,与之相反,它们是趋于更加有秩序、更加有组织。

由于这类系统在其变化过程中与外部环境进行了物质和能量的交换,并且采用了适当的有序结构来耗散环境传来的物质和能量,这样的过程称为耗散过程。

受非线性动力学控制,系统变化显示了时间、空间的周期性规律。

目前研究的较多、较清楚的典型耗散结构系统为BZ 振荡反应系统,即有机物在酸性介质中被催化溴氧化的一类反应,如丙二酸在Ce 4+的催化作用下,自酸性介质中溴氧化的反应。

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 的名字而命名的,其化学反应方程式为:-+3222222BrO +3CH (COOH)+2H 2BrCH(COOH)+3CO +4H O = (1)真实反应过程是比较复杂的,该反应系统中HBrO 2中间物是至关重要的,它导致反应系统自催化过程发生,从而引起反应振荡。

为简洁的解释反应中有关现象,对反应过程适当简化如下:当Br -浓度不高时,产生的HBrO 2中间物能自催化下列过程: -+3222BrO +HBrO +H 2BrO +H O = (2) 3++4+22BrO +Ce +H HBrO +Ce = (3)在反应(3)中快速积累的Ce 4+又加速了下列氧化反应: 4+-3+2224C e+B r C H (C O O H )+H O +H O B r 2B r +4C e +3C O +6H= (4) 通过反应(4),当达到临界浓度值-Br ,c C 后,反应系统中下列反应成为主导反应: --+32BrO +Br +2H HBrO +HOBr = (5) -+2HBrO +Br +H 2HOBr = (6)反应(6)与反应(2)对HBrO 2竞争,使得反应(2)、(3)几乎不发生。

bz振荡反应实验报告

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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震荡实验报告

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

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。

物化实验报告-BZ振荡实验

物化实验报告-BZ振荡实验

B-Z振荡反应2011011743 分1 黄浩同组人姓名:李奕实验日期:2013-11-2 提交报告日期:2013-11-8指导教师:王振华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2-11-1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:i 222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。

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振荡实验报告

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。

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

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。

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

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

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。

bz振荡实验报告

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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振荡反应实验报告

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。

物理化学实验报告:B-Z振荡

物理化学实验报告:B-Z振荡

B-Z振荡反应姓名:杨岳洋学号:2015012012(同组实验同学:张知行)学号:2015012012 班级:材54实验日期:2016年9月26日助教:袁倩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。

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。

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1 FKN 机理注: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:(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:(12)当[Br -]较小时,反应按步骤(5)和(6)进行,总反应为:(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2Br H +HOBr k 22−→−HBrO −→23O H Br H Br BrO 2233365+→+++--O H COOH BrCH H COOH CH Br BrO 222233)(33)(32+→++++--O H HBrO Ce H HBrO BrO Ce 2242332232++→+++++-+(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

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。

BZ震荡清华大学物理化学实验报告

BZ震荡清华大学物理化学实验报告
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; 0.02mol/L硝酸铈铵;0.5mol/L丙二酸;0.2mol/L溴酸钾; 0.8mol/L硫酸。
3.2 计算的数据、结果
实验中我们从开始加入溶液后开始计时,因而诱导期时间是从计时开始到电位曲线出现明显下降结束。
对于化学振荡的取峰值进行分析,则可以得到振荡周期,所得实验结果如下表所示:
温度/℃
诱导期/S
振荡周期/S
20
671.2
113.9
25
523.1
69.6
31
297.1
46.5
37
207.0
同时发生的反应为(5)+(6)
2������������3+ + ������������������������2 + ������������������3− + 3������+ → 2������������4+ + 2������������������������2 + ������2������
k3 2.1mol 3 dm9 s 1 k4 4 107 mol 1 dm3 s 1 k5 1.0 104 mol 2 dm6 s 1 k5 2 107 mol 1 dm3 s 1
快速
k7 1.3102[H ][MA]
这两个反应的特点是整体上来说维持铈离子在+4 价,转化了一部分 BrO3-为 HBrO2,同时由于反应(4) 的存在,随着 HBrO2 的增加,一部分 HBrO2 也会转化为 HOBr:

bz振荡实验报告

bz振荡实验报告

BZ振荡实验报告引言本实验旨在研究BZ反应(Belousov-Zhabotinsky reaction)产生的振荡现象,并通过实验记录和分析来探究其背后的化学动力学原理。

实验材料•BZ试剂盒•稀硫酸•蒸馏水•滴管•烧杯•实验记录表格实验步骤1.准备工作:将工作台面清洁干净,并确保所有实验器材无油污和杂质。

2.制备反应液:将BZ试剂盒中的液体A、B、C分别倒入三个烧杯中。

3.稀释液A:取一个烧杯,向其中加入适量的稀硫酸和蒸馏水,使其浓度保持在10%左右。

注意稀硫酸的使用要小心,避免与皮肤接触。

4.制备初始反应混合液:取一个干净的烧杯,向其中加入10 ml的稀硫酸溶液和10 ml的液体A。

用滴管搅拌均匀。

5.加入液体B:使用滴管,向初始反应混合液中滴加适量的液体B。

注意每次滴加后要轻轻搅拌均匀。

6.观察反应:在滴加液体B后,开始观察反应液的变化。

记录变化的颜色、透明度以及任何观察到的振荡现象。

7.加入液体C:当反应液的振荡现象停止后,使用滴管滴加液体C。

再次观察反应液的变化和振荡现象。

8.重复实验:若想进一步研究振荡现象,可以重复步骤5-7,继续滴加液体B和液体C,并观察记录振荡现象的持续时间和特点。

实验结果与讨论通过以上的实验步骤,我们观察到了BZ反应产生的振荡现象。

在初始反应混合液中加入液体B后,反应液的颜色逐渐变为蓝色,然后逐渐转为黄色,最后再次变为蓝色。

在这个过程中,反应液也出现了透明度的变化和周期性的振荡现象。

在加入液体C后,观察到振荡现象的持续时间延长。

这种振荡现象是由于BZ反应中涉及到的反应物浓度的周期性变化引起的。

液体A中的某些物质在反应过程中被氧化,导致液体颜色变为蓝色。

随着液体B的滴加,液体中的还原性物质逐渐增多,使液体颜色转变为黄色。

当液体C滴加后,产生的某些中间产物又被还原,使液体再次变为蓝色。

这种振荡现象在化学动力学中是一种有趣的现象,也被广泛应用于研究非线性动力学系统和生物化学过程。

振荡反应实验报告范文(3篇)

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

BZ振荡反应-实验报告

B-Z 振荡反应实验日期:2016/11/24 完成报告日期:2016/11/25 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

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。

B-Z振荡反应实验报告

B-Z振荡反应实验报告

B-Z振荡反应: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: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。

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振荡反应姓名:杨岳洋学号:2015012012(同组实验同学:张知行)学号:2015012012 班级:材54实验日期:2016年9月26日助教:袁倩1 引言1.1 实验目的1.了解反应(简称反应)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。

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反应。

由实验测得的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 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1 机理注:代表第i个反应步骤的速率,和分别为2()2和()2的缩写。

按照机理,可对化学振荡现象解释如下:当[-]较大时,反应主要按表中的(1)、(2)、(3)进行,总反应为:(11)生成的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:(12)当[-]较小时,反应按步骤(5)和(6)进行,总反应为:(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(14)上式表明2的生成具有自催化的特点,但2的增长要受到步骤(4)的限制。

(4)、(5)、(6)组成了另一个反应链,称为过程B。

其总反应为:(15)最后-可通过步骤(9)和(10)而获得再生,这一过程叫做C。

总反应为:(16)过程A、B、C合起来组成了反应系统中的一个振荡周期。

当[-]足够大时,2按A中的步骤(2)消耗。

随着[-]的降低,B中的步骤(5)对2的竞争愈来愈重要。

当[-]达到某个临界值[]时,自催化步骤(5)引起的2的生成速率正好等于过程A中由步骤(2)引起的2的消耗速率,即(17)由(17)式易得:若已知实验的初始浓度,由(18)式可估算[]。

当时,[2]通过自催化反应(13)很快增加,导致[-]通过反应步骤(2)而迅速下降。

于是系统的主要过程从A转换到B。

B中产生的4+通过C使-再生,[-]慢慢回升;当时,体系中2的自催化生成受到抑制,系统又从B转换到A,从而完成一个循环。

从上述的分析可以看出,系统中[-]、[2]和[4+]/[3+]都随时间作周期性地变化。

在实验中我们可以用溴离子选择电极和铂丝电极分别测定[-] 和[4+]/[3+]随时间变化的曲线。

另外,如果用1诱和1振分别衡量诱导期和振荡周期反应速率的快慢,那么通过测定不同温度下的t 诱和t振可估算表观活化能E诱和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(或其他电势差数据记录设备);0506高精度低温恒温槽(宁波天恒仪器厂);85-2型恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器有限公司);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;2移液管1支;洗瓶1个;镊子1把;0.02·3硝酸铈铵;0.5·3丙二酸;0.2·3溴酸钾;0.8·3硫酸。

2.2 实验条件:实验室温度:22.6℃,实验室压强:101.8,实验室湿度:682.3 实验操作步骤及方法要点实验操作步骤1.检查仪器药品。

2.按装置图(如图2所示)接好线路。

图2 B-Z振荡反应实验装置图1—计算机及其数据接口(或其他电势差数据记录设备),2—恒温浴槽,3—电极搅拌器,4—饱和甘汞电极,5—溴离子选择电极。

3.接通相应设备电源,打开计算机运行“数据采集振荡”程序。

4.调节恒温槽温度为20℃。

分别取7丙二酸、15溴酸钾、18硫酸溶液于干净的反应器中,开动搅拌。

点击“开始”,待基线走稳后,用移液管加入2硝酸铈铵溶液。

出现振荡后,待振荡周期完整重复8~10次后,点击“完成”,停止记录,命名存盘,记录恒温槽温度。

5.升高温度4℃,重复步骤4,直到32℃左右。

6.点击“退出”,关闭“数据采集振荡”程序,运行“振荡”程序。

6.1 打开已保存的振荡曲线。

6.2 输入温度。

6.3 在图像区,按住鼠标左键、拖动鼠标,选定坐标范围。

所选范围曲线坐标会在下方数据框内显示出来。

在数据框内,鼠标移至坐标数据上时,其对应的数据点会在图像区标识出来。

观察y轴值的变化,找出加入硝酸铈铵曲线变化的起点,点击选中该坐标,点击“诱导期起点”,右侧方框内显示即为诱导期起点,相应的数据点也会在图像区标识出来。

以此类推,找出开始出现振荡曲线变化的前一点,确认为诱导期的起点。

6.4 选中某一峰值的坐标,点击“周期点”,右侧方框内显示的即为周期点,相应的数据点也会在图像区标识出来。

每两个峰值的坐标为一组,其时间差即为一个振荡周期。

选择8个周期点。

6.5点击“ ”,确认的温度、诱导期、振荡周期就会显示在右侧方框内。

各温度的数据交完毕后,点击“计算结果”,现实表现出活化能。

7. 拷贝数据文件,课后请自行进行数据处理,显示表现活化能。

实验中的注意事项(1)各个组分的混合顺序对体系的振荡行为有影响。

应在丙二酸、溴酸钾、硫酸混合均匀后,且当记录仪的基线走稳后,再加入硝酸铈铵溶液,为确定诱导期和振荡周期,此过程中数据采集软件要一直连续采集数据。

(2)反应温度可明显地改变诱导期和振荡周期,故应严格控制温度恒定。

(3)实验开始前需注意采用的饱和甘汞电极内部溶液与外部盐桥情况,如溶液缺少需及时补加。

(4)实验中溴酸钾试剂纯度要求高,同时防止对于任何试剂的污染。

(5)配制硝酸铈铵溶液时候,一定要在硫酸介质中配制,防止发生水解呈浑浊,反应采用的全部试剂都使用稀硫酸稀释,实验过程中需防止反应液滴到衣服上,如反应液流到电磁搅拌岐上,需及时擦拭干净,减少对仪器的腐蚀。

(6)为保证反应数据的准确性,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,同时需要保证电极与反应液的接触以及磁子的位置(防止磁子旋转过程总碰到损坏电极)。

3.结果与讨论 3.1原始实验数据图 3 20.00℃振荡体系电势差和时关系图200400600800100012001400160018002000-1250-1200-1150-1100-1050-1000-950周期点U (m V )t (s)诱导开始/终止点图 4 24.00℃振荡体系电势差和时关系图图 5 28.00℃振荡体系电势差和时关系图20040060080010001200800100012001400周期点U (m V )t (s)诱导开始/终止点020040060080010001200周期点U (m V )t (s)诱导开始/终止点斜率9510.66667,R 2=0.90根据C RTE -t 1ln+=诱,表现活化能E 诱=9510.66667*8.314=79071.7斜率7287.56667,R 2=0.96根据C RTE -t 1ln+=振,表现活化能E 振=7287.56667*8.314=60588.83.3讨论分析L n (1/t 振)1/TL n (1/t 振)1/T(1)对测定数据及计算结果的分析经计算,表现活化能E诱和E振分别是79.1和60.6,但经过查阅文献,知 E诱=35.45 ,E振=63.79 ,可知 E振的测定较准确,但E诱的偏差较大。

我认为这与诱导期的确定有很大的关系。

理想的诱导期是电位出现突变,体系进入化学振荡状态,但本实验中测得的曲线都是较平滑的曲线。

我在确定诱导期的时候是参照溶液加入的时间来确定的,一次在溶液加入与发生诱导之间有一些时间间隔,可能导致结果不太准确。

此外,E诱的不仅测定的结果不太准确,而且其线性程度也不是很好,R2=0.90。

我认为,这是由于三个原因:第一,是由于体系温度的波动,导致振荡周期发生波动;第二,是由于振荡周期的测量误差,在四个温度的测定中,我发现随着反应时间的增加,振荡周期越来越大,这样只能获得一个平均值,而不同组之间去了不同顺次的周期,就会影响线性程度。

第三,则是其中一次反应效果不太理想所导致的。

因为在观察反应的电动势差曲线时发现温度为24.00℃时仅仅发生两次振荡,效果并不是太好,可能与反应体系有关,因此需要重复实验来减小误差。

(2)实验过程中出现的异常现象在温度为24.00℃时第一次测定时没有发生振荡,第二次测定时振荡的效果不是很好,经分析可能与反应体系初有杂质有关,导致体系在发生反应前便受到了破坏,于是经过处理与故障排查之后,在温度为28.00℃和32.00℃又检测到了很好的振荡。

在温度为32.00℃检测中在个别点电势差出现为0的状况,进分析可能与检测时电路出现断路有关(接触不良),好在并没有对反应体系及测量结果造成影响。

(3)实验改进意见减小温度梯度,增加试验组数,以获得更精确地实验结果。

4 结论(1)反应中电势差的周期性变化反应溶液中相关离子浓度的周期性变化。

(2)随着温度的升高,诱导期与振荡周期均逐渐减小。

(3)经实验计算的表现活化能E诱和E振分别是79.1和60.6,由于实验误差等原因,与文献值还有一定的出入。

5 参考文献[1] 朱文涛,物理化学,上册,北京:清华大学出版社,1995:8-14.[2] 北京大学化学学院物理化学实验教学组,物理化学实验.北京:北京大学出版社,2002:102-106.[3] 清华大学化学系物理化学实验编写组,物理化学实验.北京:清华大学出版社,1991:150-157.[4] 贺德华,麻英,张连庆,基础物理化学实验.北京:高等教育出版社,2007:76-80. [5] 朱文涛,王军民,陈琳,简明物理化学,北京:清华大学出版社,2008:155-157.6 附录思考与讨论(1)已知卤素离子(-,-, I —)都很易和 2反应,如果在振荡反应的开始或是中间加入这些离子,将会出现什么现象?试用 机理加以分析。

答:若在振荡反应的开始加入,则因卤素离子与2反应,会减缓2的积累速率,如果卤素粒子过多,会导致 2无法达到触发振荡反应的临界浓度,无法发生振荡。

若在振荡中间加入,因临界溴离子浓度较小,会使得]r B ~[]Br [-- ,体系转化至步骤 A ,如果量大的话,可能会使得振荡反应终止。

(2)为什么反应有诱导期?反应何时进入振荡期?答:因为振荡涉及的关键物质2在一开始并不存在,需要由一系列的反应来进行积累,而且还存在着自身的分解反应,故需要一个较长的积累期,当它的生成速率与分解速率相等时,反应便进入振荡期。

(4)影响诱导期的主要因素有哪些?答:反应温度、反应物浓度、卤素离子等杂质浓度、搅拌均匀程度。

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