BZ振荡反应实验
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。
实验十二 B-Z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振荡反应
B-Z振荡反应姓名：李上学号：2012011849 班级：分2同组人姓名:刘昊雨实验日期：2014年12月4日提交报告日期：2014年12月10日指导教师：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：-+Br BrMA 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：OH 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：OH 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：OH 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 dt HBrO 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
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
BZ振荡反应一、实验目的（1）了解BZ（Belousov-Zhabotinski）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（如某组分浓度）随时间做周期性变化。
BZ体系：溴酸盐、有机物在酸性条件以及在有（或无）金属离子催化剂作用下构成的体系。
BZ振荡反应机理（FKN机理）：总反应：（A）2H++2Br03-+2CH2(COOH)2→2BrCH(COOH)2+3CO2+4H2O过程(1):(B)BrO3-+Br-+H+→HBrO2+HOBr(C)HBrO2+Br-+H+→2HOBr过程(2):(D)BrO3-+HBrO2+H+→2BrO2+H2O(E)BrO2+Ce3++H+→HBrO2+Ce4+(F)2HBrO2→BrO3-+HOBr+H+Br-再生过程(G)4Ce4++BrCH(COOH)2+H2O+HOBr→2Br-+4Ce3++3CO2+6H+ 体系中存在着两个受溴负离子浓度控制的过程（1）与（2）。
当溴负离子含量足够高时，主要发生过程（1），其中步骤B是速率控制步骤。
当溴负离子含量低时，主要发生过程（2），其中D是速率控制步骤。
如此，体系在过程（1）与（2）之间往复振荡。
反应进行时，系统中Br-、HBrO2、Ce3+、Ce4+的浓度均随时间做周期性变化。
实验中，可选用溴离子选择电极测定Br-，用铂丝电极测定Ce4+、Ce3+随时间变化。
从加入硫酸铈铵到体系开始振荡的时间为t诱，诱导期与反应速率成反比，即1/t诱正比于k=Aexp（-E表/RT）,并且有，Ln（1/t诱）=LnA-E表/RT.作图Ln（1/t诱）-1/T,根据斜率可求出表观活化能E表。
三、仪器与试剂BZ反应数据采集接口系统、微型计算机、恒温槽、反应器、磁力搅拌器、丙二酸（0.45mol/L）、溴酸钾（0.25mol/L）、硫酸（3.00mol/L）、硫酸铈铵（4×10-3mol/L）.四、实验步骤(1)恒温槽水浴接通电源，设置温度为33℃。
BZ振荡反应
一、实验目的
BZ振荡反应
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。
6.稍慢按 “△” 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；此时液晶屏显示 1000±200mV 即为正确，否则应再次检 查设置。 7.恒温 5min 后，双击电脑屏幕上的“BZ 振荡” ，选择“0～10 分钟” 档，点击“开始作图” ，再加入硫酸铈铵溶液 15ml，观察溶液颜色 的变化； 8.电脑自动绘图至 5～6 个峰时，停止作图并以自己的学号为文件 名保存至 D 盘，同时在 E 盘中备份。必须先打开软件，在与作图时 相同的设置下再次打开文件。 9.读数：点击曲线上的相邻“峰” ，记下振荡周期，点击曲线开始 部分的斜率突变处及第一个最低点，记下诱导期。 10.根据 t诱 与温度数据 ln(1/ t诱 ) 1/ T 作图。
mV V
+ 手动/自动
磁力搅拌器
电压测量仪
五、实验步骤
1.用 1.00 mol dm3硫酸作 217 型甘汞电极液接； （已做好） 2.按图连接好仪器，打开超级恒温水浴，打开搅拌器；稍慢按 “回车” 将温度调节至 X℃， “回差” 键， 再按 键控温至 X±0.1℃； 先强档加热，离所设温度还差 3℃时，换成弱档加热。 3.配制 0.45 mol dm3丙二酸 250ml、 0.25 mol dm3溴化钾 250ml、 3.00 mol dm3 硫酸 250ml；在 0.20 mol dm3 硫酸介质中配制 （已配好） 4 103 mol dm3 的硫酸铈铵 250ml。 4. 正拿电极，洗净反应器，用专用量筒分别量取丙二酸溶液、 溴酸钾溶液、硫酸溶液各 15ml 加入反应器中； 5. 反应器置于磁力搅拌器正中央，打开磁力搅拌器，调节速度 至最小。
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。
BZ振荡反应
实验报告：BZ 振荡反应一．实验目的1.了解 BZ 振荡反应的基本原理。
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 所谓化学振荡，就是反应系统中某些物理量（如某组分的浓度）随时间作 周期性的变化。
以 BrO 3 ~ Ce+4 ~ CH2(COOH)2 ~ H2SO4 体系为例加以说明。
该体系的总反应为： 2H 2BrO3 2CH2 COOH2 2BrCHCOOH2 3CO2 4H2 O体系中存在着下面的反应过程：K2 过程 A： BrO3 Br 2H HBrO2 HOBrK3 HBrO2 Br H 2HOBr（C21.B） （C21.C） （C21.D） （C21.E） （C21.F）K4 过程 B： BrO3 HBrO2 H 2BrO2 H 2 OK5 BrO2 Ce 3 H HBrO2 Ce 4K6 2HBrO2 BrO3 HOBr H Br- 的再生过程：4Ce 4 BrCH COOH 2 H 2 O HOBrK7 2Br 4Ce 3 3CO 2 6H （C21.G） 由反应 C21.C 和 C21.D 可以看出：Br- 和 BrO 3 是竞争 HbrO2 的。
当 K3 [Br- ]>K4[BrO 3 ]时，自催化过程 C21.D 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：1Br -critK4 BrO3 5 106 BrO3 K3（C21.1）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，即 E表 1 k A exp RT ，并得到 t诱 1 ln t 诱 E ＝lnA - 表 RT （C21.2） 1 1 作图 ln t ～ T ，根据斜率求出表观活化能 E 表 。
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。
B-Z振荡反应
图1 仪器装置
四、实验步骤
1.观察体系的颜色变化，记录相应的电势曲线。 按图1连接好仪器装置。接通计算机，打开超级恒温 槽，设定温度在25.0±0.1℃。在100mL干净的反应 器中加入浓度为0.5mol·dm-3 的丙二酸10.5mL、浓度 为 0.2mol·dm-3的KBrO3 22.5mL、浓度为 0.8mol·dm-3 的硫酸27mL，开启搅拌。打开数据采集软件，设置 好 参 数 ， 待 溶 液 恒 温 5min 后 ， 加 入 6mL 浓 度 为 0.02mol·dm-3硫酸铈铵溶液，单击开始实验，观察溶 液颜色变化及相应的电势变化曲线。
七、思考题 思考题
• 1. 本实验记录的电势主要代表了什么意思？ 它于Nernst方程求得的电势有何不同？为什 么？ • 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？ • 4.体系中什么样的反应步骤行为最为关键？
时间振荡反应
溶液a： 丙二酸 溶液 ：3 g丙二酸 ＋ 3 ml浓硫酸 浓硫酸 蒸馏水＋ ＋ 47 ml蒸馏水＋ 0.2 g Ce(SO4)2 蒸馏水 溶液b： 溶液 ：2.7 g KBrO3 ＋ 50 ml蒸馏水 蒸馏水 ＋ 2 ml 试亚铁灵
二、实验原理
• 上式表明HBrO2 的生成具有自催化的特点， HBrO2的增长要受到2HBrO2 →BrO3- +HOBr +H+ 的限制，因此B过程的总反应为 • [BrO3-]+ 4Ce3+ +5H+ → HOBr + 4Ce4++2H2O ， • Br-的再生可通过下列过程实现： • 4Ce4+ + BrCH(COOH)2 + H2O + HOBr → 2Br+4Ce3+ +3CO2+6H+ k6(6) 体系的总反应为：2H+ + 2BrO3- +2CH2(COOH)2 → 2BrCH(COOH)2 + 3CO2 + 4H2O
BZ震荡反应
实验一、BZ震荡反应一、仪器及药品二、试验方法和原始数据1，自然界中存在大量远离平衡的敞开系统，他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。
2，用1.001-mol硫酸作217型甘汞电极液接。
⋅L连接号仪器装置，打开超级恒温水浴，打开搅拌器，稍慢按“回车”键，将温度调节之X C o ，再按“回车”键控温度至C X o 1.0±；先强档加热，离所设温度还差3C o 时，换成弱档加热。
正拿电极，洗净反应器，用专用量筒分别量取丙二酸溶液、溴酸钾溶液、硫酸溶液各15mL 加入反应器中。
反应器置于磁力搅拌器正中央，打来磁力搅拌器，调节速度至最小。
稍慢按“∆”将精密数字电压测量仪置于分辨率0.1mV 档。
并且为手动状态。
甘汞电极接负极，铂电极接正极；此时液晶屏显示mV 2001000±即为正确，否则应再次检查设置。
恒温5min 后，双击电脑屏上的“BZ 震荡”，选择“0~10分钟”档，点击“开始作图”。
再加入硫酸铈铵溶液15mL ，观察溶液颜色的变化。
电脑自动绘图至5~6个峰时，停止作图。
点击曲线上的相邻“峰”，记下震荡周期，点击曲线开始部分的斜率突变处及第一个最低点，记下诱导期。
根据诱t 与温度数据T 1~)t 1(诱In 作图，计算出诱导期和震荡周期。
原始数据三、 实验结果及讨论图诱T1~)t 1(In ：-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6t 1(诱In 根据上图就可求得任意温度时的诱导期和振荡周期。
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。
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
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。
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+。
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）。
bz震荡反应
B-Z振荡反应一、实验目的1、了解B-Z振荡反应的基本原理2、掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂时，丙二酸被溴酸氧化的基本原理。
3、初步了解自然界中普遍存在的非平衡非线形问题。
二、实验原理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。
最著名的化学振荡反应是1959年首先由别诺索夫(Belousov)观察发现，随后柴波廷斯基(Zhabotinsky)继续了该反应的研究。
他们报道了以金属铈离子作催化剂时，柠檬酸被HBrO3氧化可发生化学振荡现象，后来又发现了一批溴酸盐的类似反应，人们把这类反应称为B-Z振荡反应。
例如丙二酸在溶有硫酸铈的酸性溶液中被溴酸钾氧化的反应就是一个典型的B-Z振荡反应。
体系中存在着两个受溴离子浓度控制的过程A和B，当[Br-]高于临界浓度时发生A过程，当低于临界浓度时发生B过程。
即[Br-]起着开关作用，它控制着从A到B的过程，再由B到A过程的改变。
在A过程中，由化学反应[Br-]下降时，当[Br-]达到临界浓度时，B过程发生，在B过程中Br-再生，[Br-]升高。
当达到临界浓度时，A过程发生。
这样体系就在A过程、B过程往复振荡，下面用BrO3---Ce4---MA—H2SO4体系说明：Br-的再生可通过下列过程实现：4Ce4++BrCH(COOH)2+H2O+HOBr→2Br-+4Ce3++3CO2+6H+当[Br-]足够高时，发生下列A过程：BrO3-+Br-+2H+→HBrO2+HOBr k1 (1)HBrO2+Br-+H+→2HOBr k2 (2)第一步为控速步，当达到准定态时有[HBrO2]=k1/k2[BrO3-][H+]。
当[Br-]足够低时，发生下列B过程，Ce3+被氧化：BrO3-+HBrO2+H+→2BrO2+H2O k3 (3)BrO2+Ce3++H+→HBrO2+Ce4+ k4 (4)2HBrO2→BrO3-+HOBr+ H+ k5 (5)反应（3）是控速步，反应（3）、（4）将自催化产生HBrO2，达到准定态时：[HBrO2]=k3/2k5[BrO3-][H+]从（2）、（3）步得，Br-和BrO3-是竞争HBrO2的。
BZ振荡反应实验
BZ振荡反应实验一、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.掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂时，丙二酸被溴酸氧化体系的基本原理。
3.了解化学振荡反应的表观活化能计算方法。
二、实验原理BZ振荡反应系统是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Ce4+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与Zhabotinsky的名字而命名的，其化学反应方程式为：1）真实反应过程是比较复杂的，该反应系统中HBrO2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HBrO2中间物能自催化下列过程：2）（3）在反应（3）中快速积累的Ce4+又加速了下列氧化反应：（4）通过反应（4）为主导反应：5）6）反应（6）与反应（2）对HBrO2竞争，使得反应（2）、（3）几乎不发生。
Br－不断消耗，当Br－消耗到临界值以下，则反应（2）、（3）为主导作用，而反应（5）、（6）几乎不发生。
由此可见，反应系统中Br－浓度的变化相当于一个“启动”开关，反应（2）、（3）起主导作用，通过反应（4）不断使Br－反应（5）、（6）起主导作用，Br－又被消耗。
由于反应（2）、（3）中存在自催化过程，使动力学方程式中出现非线性关系，导致反应系统出现振荡现象。
Br－在（5）、（6）中消耗，又在反应（4）中产生；Ce3+、Ce4+分别在（3）、（4）中消耗和产生，所以Br－、Ce3+、Ce4+在反应过过程中不断消耗，不会再生，因此，它们不会出现振荡现象。
2）、（6）可求得所以本实采用离子选择性电极上的电势（U ）随时间（t ）变化的U —t 曲线来观察B —Z 反应的振荡现象，同时测定不同温度对振荡反应的影响。
根据U —t 曲线，得到诱导期（T 诱）。
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BZ振荡反应实验
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.掌握在硫酸介质中以金属铈离子作催化剂时，丙二酸被溴酸氧化体系的基本原理。
3.了解化学振荡反应的表观活化能计算方法。
二、实验原理
BZ振荡反应系统是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Ce4+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与Zhabotinsky的名字而命名的，其化学反应方程式为：
1）真实反应过程是比较复杂的，该反应系统中HBrO2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HBrO2中间物能自催化下列过程：
2）
（3）
在反应（3）中快速积累的Ce4+又加速了下列氧化反应：
（4）
通过反应（4）
为主导反应：
5）
6）
反应（6）与反应（2）对HBrO2竞争，使得反应（2）、（3）几乎不发生。
Br－不断消耗，当Br－消耗到临界值以下，则反应（2）、（3）为主导作用，而反应（5）、（6）几乎不发生。
由此可见，反应系统中
Br－浓度的变化相当于一个“启动”开关，反应（2）、
（3）起主导作用，通过反应（4）不断使Br－
反应（5）、（6）起主导作用，Br－又被消耗。
由于反应（2）、（3）中存在自催化过程，使动力学方程式中出现非线性关系，导致反应系统出现振荡现象。
Br－在（5）、（6）中消耗，又在反应（4）中产生；Ce3+、Ce4+分别在（3）、（4）中消耗和产生，所以Br－、Ce3+、Ce4+在反应过
过程中不断消耗，不会再生，因此，它们不会出现振荡现象。
2）、（6）可求得
所以本实采用离子选择性电极上的电势（U ）随时间（t ）变化的U —t 曲线来观察B —Z 反应的振荡现象，同时测定不同温度对振荡反应的影响。
根据U —t 曲线，得到诱导期（T 诱）。
设反应的速率方程是：-dc/dt=kc n
在温度T 1时速率常数为k 1，诱导期为t 1，那么
在温度T 1时速率常数为k 2，诱导期为t 2，那么
由于起始浓度相同，反应程度相同，所以两式左边的积分值应相同，则有
k 1t 1= k 2t 2
根据阿仑尼乌斯公式：
可由诱导期推算表观活化能E诱。
三、仪器试剂
仪器：NDM－1电压测量仪；SYC－15B超级恒温水浴；磁力搅拌器；反应器100ml；217型甘汞电极；213型铂电极；数据采集接口装置；计算机；
试剂：溴酸钾（GR）；硝酸铈铵（AR）；丙二酸（AR）；浓硫酸（AR）。
四、实验步骤
1.用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25.0±0.1℃；
3.配制250ml、250ml、
3.00硫酸250ml；在0.20硫酸介质中配制
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.
9.用上述方法将温度设置为30℃、35℃、40℃、45℃重复实验，
10.
五、数据记录与处理
温度(K) 1/T t 诱(s) 1ln t 诱 308 0.003247 273.5 -5.611 313 0.003195 214 -5.366 318 0.003145 140.5 -4.945 323 0.003096 118 -4.771 328 0.003049 88 -4.477 根据实验数据作出ln(1/)~1/t T 诱图如下：
根据上图可得出直线斜率为k=-5785.64，则表观活化能
E诱=-kR=5785.64*8.314=48850J=48.85kJ
六、注意事项
1.实验中溴酸钾试剂要求纯度高，为GR级；其余为AR级。
2.配制硫酸铈铵溶液时，一定要在
防止发生水解呈浑浊。
3.反应器应清洁干净，转子位置和速度都必须加以控制。
4.电压测量仪一定要置于0.1mV分辨率的手动状态下。
5.跟电脑连接时，要用专用通讯线将电压测量仪的串行口与
电脑串行口相接，在相应软件下工作。
七、思考题
1.试述影响诱导期的主要因素。
答：中间体的生成速率。
2.初步说明BZ振荡反应的特征与本质。
答：BZ振荡反应的特征如下：（1）反应必须是敞开系统，且远离平衡态；（2）反应历程中应包含自催化的步骤；（3）系统具有双稳定性。
BZ振荡反应的本质是必然是耗散结构，化学振荡的动力学具有
非线形的微分速率公式。
3.说明实验中测得的电势的含义。
答：说明离子的浓度随时间的周期性变化情况从而导致电势周期性的发生变化。