BZ震蕩反應(yīng)1120132978楊旭一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釨Z反應(yīng)的基本原理。觀察化學(xué)振蕩現(xiàn)象。練習(xí)用微機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和作圖。二、實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)振蕩：反應(yīng)系統(tǒng)中某些物理量隨時(shí)間作周期性的變化。BZ體系是指由溴酸鹽，有機(jī)物在酸性介質(zhì)中，在有（或無）金屬離子催化劑作用下構(gòu)成的體系。本實(shí)驗(yàn)以BrO~Ce+4~CH2(COOH)2~H2SO4作為反映體系。該體系的總反應(yīng)為：體系中存在著下面的反應(yīng)過程。過程A： 過程B： Br-的再生過程：當(dāng)[Br-]足夠高時(shí)，主要發(fā)生過程A，研究表明，當(dāng)達(dá)到準(zhǔn)定態(tài)時(shí)，有。當(dāng)[Br-]低時(shí)，發(fā)生過程B，Ce+3被氧化。，達(dá)到準(zhǔn)定態(tài)時(shí)，有。研究表明，Br-的臨界濃度為： 若已知實(shí)驗(yàn)的初始濃度[BrO]，可由上式估算[Br-]crit。，并得到 作圖～，根據(jù)斜率求出表觀活化能。三、儀器與試劑BZOAS-IIS型BZ反應(yīng)數(shù)據(jù)采集接口系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)、HK-2A型恒溫槽、反應(yīng)器、磁力攪拌器、丙二酸0.45mol·dm-3、溴酸鉀0.25mol·dm-3、硫酸3.00mol·dm-3、硫酸鈰銨4×10-3mol·dm-3四、實(shí)驗(yàn)步驟連接儀器。鉑電極接接口裝置電壓輸入正端，參比電極接接口裝置電壓輸入負(fù)端。將接口裝置的溫度傳感器探頭插入恒溫槽的水浴中，并固定好。接通恒溫槽電源，將恒溫水通入反應(yīng)器，將恒溫槽溫度設(shè)定至30.00℃。l加入反應(yīng)器，打開磁力攪拌器，并調(diào)節(jié)好攪拌速度，取硫酸鈰銨溶液8ml，放入一錐形瓶中，置于恒溫槽水浴中。等軟件顯示溫度為30.00℃時(shí)，點(diǎn)擊開始試驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，等起波之后出現(xiàn)10個(gè)周期停止記錄。在反應(yīng)器中加入已配好的丙二酸溶液、溴酸鉀溶液、硫酸溶液各15ml。取硫酸鈰銨溶液15ml，放入一錐形瓶中，置于恒溫槽水浴中。等待恒溫槽溫度達(dá)到設(shè)定值30.0℃恒溫5min后，單擊“開始實(shí)驗(yàn)”鍵，根據(jù)提示輸入BZ振蕩反應(yīng)即時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件名，注意改變文件名中的序號(hào)。將恒溫后的硫酸鈰銨溶液15ml加入到反應(yīng)器中，立即單擊“OK”鍵，系統(tǒng)開始采集記錄顯示電位信號(hào)。觀察反應(yīng)器中溶液顏色變化和記錄的電位曲線，待畫完10個(gè)振蕩周期或曲線運(yùn)行到橫坐標(biāo)最右端后，單擊“停止實(shí)驗(yàn)”鍵，停止信號(hào)采集。此時(shí)可單擊“查看峰谷值”，觀察各波的峰、谷值。用去離子水淋洗電極，倒掉反應(yīng)器中的溶液，注意酸性溶液有腐蝕性！用自來水清洗反應(yīng)器，用去離子水涮洗反應(yīng)器。重復(fù)10～15步驟，改變溫度為35℃、40℃、45℃數(shù)據(jù)處理方案二序號(hào)設(shè)定溫度T/K起波時(shí)間t/sln(1/t)1/T1303.15310.3-5.7280.003302306.15252.5-5.5310.003273309.15212.8-5.3600.003234312.15186.1-5.2260.00320作圖～，根據(jù)斜率求出表觀活化能,圖像如下：擬合曲線斜率-4917所以E活=-k×R=4917×8.314=40879.938J/mol=40.9KJ/mol六、誤差分析1）控溫不到位，反應(yīng)體系有能量的變化，在反應(yīng)過程中溫度變化比較大；在加入硫酸鈰銨溶液之后沒有迅速點(diǎn)擊開始記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是的起波時(shí)間偏短；3）硫酸鈰銨溶液還沒有到達(dá)預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度就開始了反應(yīng)，恒溫時(shí)間短。七、思考題1、什么是化學(xué)振蕩現(xiàn)象？產(chǎn)生化學(xué)振蕩需要什么條件？答：化學(xué)振蕩是反應(yīng)體統(tǒng)中某些物理量（如某組分的濃度）隨時(shí)間做周期性的變化。這種周期性的變化是發(fā)生在非平衡態(tài)時(shí)的現(xiàn)象。發(fā)生化學(xué)振蕩需要幾個(gè)條件：a，反應(yīng)必須是敞開體系且遠(yuǎn)離平衡態(tài)；b，反應(yīng)過程應(yīng)包含自催化反應(yīng)；c，體系必須存在兩個(gè)或者兩個(gè)以上