BZ振荡反应

温度调节至25℃。
3、将配好的溴酸钾、丙二酸、硫酸各10mL 加入电解池，打开 磁力搅拌器；恒温10min。
4、点击开始绘图，2min后将硫酸铈铵溶液倒入电解池。 5、将温度调为35℃重复步骤3、4
五、数据处理
1、分别从各曲线中求出诱导时间tu和振荡周期tz。 2、根据阿伦尼乌斯公式计算诱导反应和振荡反应的活化能。
BrO3 2Br- 3CH2 (COOH)2 3H 3BrCH(COOH)2 3H2O
二、基本原理
当Br-足够小时：
k5 HBrO2 BrO3 HOBr H k6 H BrO3 HBrO2 2BrO2 H2O
k7 H BrO2 4Ce3 HBrO2 Ce4
(1 / tu ) 2 Eu (T2 T1 ) ln (1 / tu )1 RT1T2
(1 / t z ) 2 Ez (T2 T1 ) ln (1 / t z )1 RT1T2
资料：
1958年贝罗索夫（Belousov)：金属铈离子作催化剂时，柠 檬酸被HBrO3氧化时呈现化学振荡现象。 柴波廷斯基（Zhabotinskii)：有些反应可呈现空间有序。 之后发现了一类振荡反应，称为B-Z 振荡反应。 1969年普利高津（I.Prigogine)：在一次理论物理与生物学 的国际会议上，提出了“耗散结构理论”。 普利高津领导的布鲁塞尔学派，是国际上著名的菲平衡态 统计物理学派之一。普利高津曾获1977年诺贝尔奖金。 1978年以来， “耗散结构理论” 在我国得到广泛传播。
3 4
通过测定 (Ce3+/Ce4+)的变化周期，即可得反应的周期。
电势E/V
tu
tz 时间t/min
tz
从曲线中可以得到诱导时间(tu)和振荡周期(tz)，根据阿 仑尼乌斯公式
ln E 1 u ln Au tu RT
1 Ez ln ln Az tz RT
通过上式可以分别计算诱导反应和振荡反应的表观活化能。
4 3 BrCH(COOH) 4Ce HOBr H O 2Br 3CO 4Ce 6H 2 2 2
k
由于化学反应的周期性，使Ce3+~Ce4+浓度呈周期性变化， 因而 (Ce3+/Ce4+)也呈周期性变化。
RT aCe 4 (Ce /Ce ) ln F aCe 3
k1 Br - BrO3 2H HBrO2 HOBr
k2 HBrO2 Br - H 2HOBr k3 HOBr Br - H Br2 H2O k4 Br2 CH2 (COOH)2 BrCH(COOH) Br H 2
三、仪器药品
超级恒温槽 NDM-1数字直流电压测量仪 BZ反应器 磁力搅拌器 硫酸铈铵、丙二酸、硫酸、溴酸钾。
四、实验步骤
1、配制溶液（已配好） 0.005molL-1 硫酸铈铵 0.4molL-1 丙二酸 0.2molL-1 溴酸钾 3molL-1 硫酸 2、打开仪器，预热20min，连接线路，并打开超级恒温槽，将
(1) 必须是远离平衡态的敞开体系；
(2) 反应历程中含有自催化步骤； (3) 体系必须具有双稳态性，即可以在两个稳态间来回振荡。
二、基本原理
BZ振荡反应的机理：
2BrO3- +3CH2(COOH)2 + 2H+
Ce3+、Br-
2BrCH(COOH)2 +3CO2 +4H2O
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体系中存在着两个受溴离子浓度控制的过程： 当Br-足够大时：
BrO3 4Ce3 5H HOBr 4Ce4 2H2O
Br-再生反应：
k8 BrCH(COOH)2 4Ce4 2H2O Br HCOOH CO2 4Ce3 5H
k9 HOBr HCOOH Br CO2 H H2O
实验十五 BZ振荡反应
一、目的要求
★初步了解Belousov-Zhabotinski反应的基本原理。
★初步了解自然界中普遍存在的非平衡非线性问题。
★通过测定电势-时间曲线求得化学振荡反应的表观活化能。
二、基本原理
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。 化学反应体系中，出现非平衡非线性现象，有些组分的 浓度呈现周期性变化，该现象称为化学振荡。 化学振荡反应必须满足的条件：