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2021年B-Z振荡反应实验报告
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2021年B-Z振荡反应实验报告
B-Z振荡反应
引言
试验目
1. 了解Belousov-Zhabotinski 反应（简称B-Z 反应）机理。
2. 经过测定电位——时间曲线求得振荡反应表观活化能。
试验原理
对于以B-Z反应为代表化学振荡现象, 现在被普遍认同是Field, kooros和Noyes在1972年提出FKN机理, , 她们提出了该反应由萨那个主过程组成:
过程A ①
②
式中为中间体, 过程特点是大量消耗。反应中产生能深入反应, 使有机物MA如丙二酸按下式被溴化为BrMA,
(A1)
(A2)
过程B ③
④
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, 并使反应不停加速, 与此同时, 催化剂氧化为。在过程B③和④中, ③正反应是速率控制步骤。另外, 累积还受到下面歧化反应制约。
⑤
过程C MA和使离子还原为, 并产生（由）和其她产物。这一过程现在了解得还不够, 反应可大致表示为:
⑥2++f+2+其她产物
式中f为系数, 它是每两个离子反应所产生数, 伴随与MA参与反应不一样百分比而异。过程C对化学振荡非常关键。假如只有A和B, 那就是通常自催化反应或时钟反应, 进行一次就完成。正是因为过程
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C, 以有机物MA消耗为代价, 重新得到和, 反应得以重新开启, 形成周期性振荡。
丙二酸B-Z反应, MA为, 即为, 总反应为:
它是由①+②+4×③+4×④+2×⑤+5×（A1）+5×（A2）, 再加上⑥特征,
组合而成。但这个反应式只是一个计量方程, 并不反应实际历程。
按在FKN机理基础上建立俄勒冈模型, 能够导得, 振荡周期t振与过程C即反应步骤⑥速率系数以及有机物浓度呈反比关系, 百分比常数还与其她反应步骤速率系数相关。当测定不一样温度下振荡周期t振, 如近视地忽略百分比常数随温度改变, 能够估算过程C即反应步骤⑥表观活化能。其次, 伴随反应进行, 逐步减小, 振荡周期将逐步增大。
2 试验操作
试验用具
计算机及接口一套（或其她电势差数据统计设备）; 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。
mol/L 硝酸铈铵; 丙二酸; mol/L 溴酸钾; mol/L 硫酸。
试验装置图
试验条件
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℃, kPa。试验分别在20℃、 25℃、 30℃、 35℃。
试验操作步骤及方法关键点