化學時鐘
一個化學時鐘（或者時鐘反應）是複雜的混合物反應化合物其中可觀察性質的發作（變色或著色）在可預測的誘導時間之後，由於時鐘物種以可檢測的量而存在。[1]如果其中一種試劑具有可見的顏色，則越過濃度閾值會導致可再現的時間段後突然變化。
類型
時鐘反應可以分為三四種類型：[2]
底物 - 止血時鐘反應
最簡單的時鐘反應具有兩個反應：[2]
- A→C（速率K1）
- B + C→產品（速率K2， 快速地）
當存在底物（b）時，第二個反應中的時鐘（c）很快就會消耗。只有當底物B全部用光或耗盡時，物種C可以積聚數量，從而導致顏色變化。該時鐘反應的一個例子是亞硫酸鹽/碘反應或碘時鐘反應，也稱為Landolt的反應。
有時，時鐘反應涉及三個連續反應中中間物種的產生。
- P + Q→R
- R + Q→C
- P + C→2R
鑑於Q過量，當底物（P）耗盡時，C構建c會導致顏色變化。
自催化驅動的時鐘反應
反應的基礎類似於底物 - 止血時鐘反應，除了速率k的事實2非常緩慢地導致底物和時鐘物種共存，因此無需耗盡底物來觀察顏色的變化。這個時鐘的示例是五苯甲酸/碘反應。[2][3]
偽鎖行為
該類別中的反應表現得像時鐘反應，但是它們是不可重複的，不可預測的且難以控制的。例如氯酸鹽/硫代硫酸鹽和碘化物/氯酸鹽反應。[2]
瘋狂的時鐘反應
由於混合物的初始不均勻性，這是由於攪拌速率，整體體積以及反應器的幾何形狀而導致的，因此該反應在每次運行中都無法重現。在統計上有意義的舉止中重複反應會導致可再現的累積概率分佈曲線。這個時鐘的示例是碘/阿森酸反應。[4]
根據情況，一種反應可能屬於以上的一個以上分類。例如，碘 - 氨基酸反應可以是底物 - 脫落時鐘反應，自催化驅動的時鐘反應和瘋狂的時鐘反應。
例子
一個類是碘時鐘反應，其中碘物種與氧化還原在澱粉面前的試劑。延遲後，由於形成了深藍色三碘化物澱粉複合物.
可以將其他試劑添加到一些化學時鐘中以構建化學振盪器。例如，Briggs -Rauscher反應通過添加源自碘時鐘反應高氯酸，魔術酸和硫酸錳.[5]
也可以看看
參考
- ^賴特，斯蒂芬·W。（2002-01-01）。“ tick tock，維生素C時鐘”。化學教育雜誌.79（1）：40a。doi：10.1021/ed079p40.
- ^一個bcdHorváth，Attila K。；Nagypál，István（2015年2月23日）。“時鐘反應的分類”。Chemphyschem.16（3）：588–594。doi：10.1002/cphc.201402806.PMID 25425415.
- ^Xu，L。; Horváth，又名（2014）。“可能被歸類為自催化驅動的時鐘反應的可能候選者：五硫酸碘 - 碘反應的動力學”.物理化學雜誌.118（32）：6171–6180。Bibcode：2014JPCA..118.6171x.doi：10.1021/jp5057573.PMID 25068832.
{{}}：CS1維護：多個名稱：作者列表（鏈接） - ^Valkai，L。；Csekő，G。Horváth，又名（2015）。“在攪拌的批處理條件下，在緩衝介質中，初始不均勻性引起的瘋狂鎖定行為在緩衝介質中”.Phys Chem Chem Phys.17（34）：22187–22194。Bibcode：2015PCCP ... 1722187V.doi：10.1039/C5CP02572A.PMID 26239390.
{{}}：CS1維護：多個名稱：作者列表（鏈接） - ^Briggs，Thomas S。；Rauscher，Warren C.（1973-07-01）。“振盪碘鐘”。化學教育雜誌.50（7）：496。Bibcode：1973JCHED..50..496b.doi：10.1021/ED050P496.ISSN 0021-9584.