تفاعل بريغز-راوشير المتأرجح لتغير اللون

يعد تفاعل بريجز-راوشير ، المعروف أيضًا باسم "الساعة المتذبذبة" ، أحد أكثر المظاهر شيوعًا لتفاعل المذبذب الكيميائي. يبدأ رد الفعل عندما يتم خلط ثلاثة حلول عديمة اللون معًا. لون الخليط الناتج سوف تتذبذب بين الأزرق الصافي ، الكهرماني ، والأزرق الداكن لمدة 3-5 دقائق. ينتهي الحل كمزيج أزرق-أسود.

أضف 43 جم من يودات البوتاسيوم (KIO₃) إلى ~ 800 مل ماء مقطر. يحرك في 4.5 مل حامض الكبريتيك (ح₂وبالتالي₄). استمر في التقليب حتى يذوب اليود البوتاسيوم. تمييع إلى 1 لتر.

أضف 15.6 جم حمض مالونيك (HOOCCH₂COOH) و 3.4 غرام من مونوهيدرات كبريتات المنغنيز (MnSO₄. ح₂O) إلى ~ 800 مل ماء مقطر. أضف 4 غرام من نشا vitex. يحرك حتى يذوب. تمييع إلى 1 لتر.

تمييع 400 مل من 30٪ بيروكسيد الهيدروجين (H₂يا₂) إلى 1 لتر.

• 300 مل من كل محلول
• دورق سعة 1 لتر
• صفيحة التقليب
• شريط التحريك المغناطيسي

1. ضع شريط التحريك في الدورق الكبير.
2. اسكب 300 مل من المحلولين A و B في الدورق.
3. قم بتشغيل لوحة التقليب. اضبط السرعة لإنتاج دوامة كبيرة.
4. أضف 300 مل من المحلول C في الدورق. تأكد من إضافة الحل C بعد خلط الحلول A + B وإلا لن يعمل العرض التوضيحي. استمتع!

هذه المظاهرة تطور اليود. البس، ارتداء نظارات أمان وقفازات وإجراء العرض التوضيحي في غرفة جيدة التهوية ، ويفضل أن تكون تحت غطاء تهوية. توخ الحذر عند تحضير الحلول، حيث أن المواد الكيميائية تشمل مهيجات قوية و عامل مؤكسد.

تحييد اليود عن طريق اختزاله إلى يوديد. أضف ~ 10 جم من ثيوسلفات الصوديوم إلى الخليط. قلبي حتى يصبح الخليط عديم اللون. يكون التفاعل بين اليود والثيوسلفات طارد للحرارة وقد يكون الخليط ساخنًا. بمجرد أن يبرد ، يمكن غسل الخليط المتعادل في المصرف بالماء.

IO₃^- + 2 ح₂يا₂ + CH₂(CO₂ح)₂ + ح⁺ -> التراث الثقافي غير المادي (CO₂ح)₂ + 2 سين₂ + 3 ح₂يا

يمكن تقسيم هذا التفاعل إلى قسمين تفاعلات المكون:

IO₃^- + 2 ح₂يا₂ + ح⁺ -> HOI + 2 O₂ + 2 ح₂يا

يمكن أن يحدث هذا التفاعل عن طريق عملية جذرية يتم تشغيلها عندما أكون^- تركيز منخفض ، أو عن طريق عملية غير راديكالية عندما أنا^- تركيز مرتفع. كلتا العمليتين تقلل من اليود إلى حمض نقص اليود. تشكل العملية الجذرية حمض نقص اليود بمعدل أسرع بكثير من العملية غير الراديكالية.

ناتج HOI لتفاعل المكون الأول هو مادة تفاعل في تفاعل المكون الثاني:

HOI + CH₂(CO₂ح)₂ -> التراث الثقافي غير المادي (CO₂ح)₂ + ح₂يا

يتكون هذا التفاعل أيضًا من تفاعلين مكونين:

أنا^- + HOI + H⁺ -> أنا₂ + ح₂يا

أنا₂CH₂(CO₂ح)₂ -> التراث الثقافي غير المادي₂(CO₂ح)₂ + ح⁺ + أنا^-

ينتج اللون الكهرماني من إنتاج I₂. أنا₂ أشكال بسبب الإنتاج السريع ل HOI خلال العملية الجذرية. عند حدوث العملية الجذرية ، يتم إنشاء HOI بشكل أسرع مما يمكن استهلاكه. يتم استخدام بعض من HOI بينما يتم تقليل الفائض بمقدار بيروكسيد الهيدروجين أنا^-. زيادة أنا^- يصل التركيز إلى النقطة التي تتولى عندها العملية غير الراديكالية. ومع ذلك ، فإن العملية غير الراديكالية لا تنتج HOI بنفس سرعة العملية الجذرية تقريبًا ، لذلك يبدأ اللون الكهرماني في التصفية مثلما₂ يتم استهلاكه بسرعة أكبر مما يمكن إنشاؤه. في النهاية أنا^- ينخفض ​​التركيز قليلًا بما يكفي لإعادة تشغيل العملية الجذرية حتى تتمكن الدورة من تكرار نفسها.

اللون الأزرق العميق هو نتيجة أنا^- و انا₂ ملزمة للنشا الموجود في الحل.

ب. ي. شخاشيري ، 1985 ، المظاهرات الكيميائية: دليل لمعلمي الكيمياء ، المجلد. 2، ص. 248-256.