化學時鐘

碘時鐘反應中,顏色在時間延遲後發生變化。

化學時鐘(或時鐘反應)是反應化學化合物的複雜混合物,在該化合物中,由於時鐘物種以可檢測的量,可預測的誘導時間出現後,可觀察性質的發作(變色或著色)發生。如果其中一種試劑具有可見的顏色,則越過濃度閾值可能會導致可再現的時間流逝後突然變化。

類型

時鐘反應可以分為三到四種:

底物 - 止血時鐘反應

最簡單的時鐘反應具有兩個反應:

A→C(速率K 1
B + C→產品(快速k 2 ,快速)

當存在底物(B)時,在第二個反應中很快消耗了時鐘(C)。只有當底物B被用完或耗盡時,物種C可以積聚,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會構建,從而導致顏色變化。

自閉症驅動的時鐘反應

反應的基礎類似於底物 - 止血時鐘反應,除了速率k 2非常緩慢地導致底物和時鐘物種共存,因此無需耗盡底物即可觀察到底物。更改顏色。這個時鐘的示例是五苯甲酸/碘反應。

偽鎖行為

該類別中的反應的行為就像時鐘反應,但是它們是不可重複的,無法預測的,難以控制。例如氯酸鹽/硫代硫酸鹽和碘化物/氯酸鹽反應。

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。這個時鐘的例子是碘/阿森酸反應。

根據情況,一種反應可能屬於以上的一個以上分類。例如,碘 - 氧化酸反應可以是底物 - 止血時鐘反應,自催化驅動的時鐘反應和瘋狂的時鐘反應。

例子

一個類別是碘時鐘反應,其中在澱粉存在下將碘物種與氧化還原試劑混合。延遲後,由於形成了三碘化澱粉絡合物,突然出現了深藍色。

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,通過添加高氯酸丙二酸酯硫酸錳, briggs -rauscher反應來自碘時鐘反應。

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