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——The Oscillating Reaction
化学振荡反应 ——The Oscillating Reaction 化学系基础实验中心
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目的要求 实验原理 实验方法 实验步骤 数据处理 思考题
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目的要求 了解、熟悉化学振荡反应的机理 通过测定电位-时间曲线求得化学振荡反应的表观活化能
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实验原理 某些化学反应体系中，会出现非平衡非线性现象，即有些组分的浓度会呈现周期性变化，该现象称为化学振荡
化学振荡现象的发生必须满足三个条件： （1）必须是远离平衡的敞开体系 （2）反应历程中应含有自催化步骤 （3）体系必须具有双稳态性（bistability），即可在两个稳态间来回振荡
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本实验研究的振荡反应为2BrO3- + 3CH2(COOH)2 + 2H+ 2BrCH(COOH)2 + 3CO2 + 4H2O，该反应可采用包含9步反应的FKN机理进行解释。为了方便理解，可进一步简化为如下3步 （1）BrO3- + 2Br- + 3CH2(COOH)2 + 3H+ → 3BrCH(COOH)2 + 3H2O （2）BrO3- + 4Ce3+ + 5H+ → HOBr + 4Ce4+ + 2H2O （3）BrCH(COOH)2 + 4Ce4+ + HOBr + H2O → 2Br- + 3CO2 + 4Ce3+ + 6H+ 将上面3个反应式相加就组成了反应系统中的一个振荡周期。溴离子不仅是催化剂，而且反应体系中存在两个受溴离子浓度控制的过程，即[Br-]起着转向开关的作用
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实验方法 本实验在CHI821型电化学分析仪上采用电化学方法测定研究BZ化学振荡反应，即在不同的温度下通过测定因[Ce4+]和[Ce3+]之比产生的电势随时间变化曲线，从曲线中得到诱导时间（tu）和振荡周期（tz）
![实验方法 本实验在CHI821型电化学分析仪上采用电化学方法测定研究BZ化学振荡反应，即在不同的温度下通过测定因[Ce4+]和[Ce3+]之比产生的电势随时间变化曲线，从曲线中得到诱导时间（tu）和振荡周期（tz）](http://slidesplayer.com/slide/15210101/92/images/6/%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E6%96%B9%E6%B3%95+%E6%9C%AC%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%9C%A8CHI821%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%88%86%E6%9E%90%E4%BB%AA%E4%B8%8A%E9%87%87%E7%94%A8%E7%94%B5%E5%8C%96%E5%AD%A6%E6%96%B9%E6%B3%95%E6%B5%8B%E5%AE%9A%E7%A0%94%E7%A9%B6BZ%E5%8C%96%E5%AD%A6%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%8F%8D%E5%BA%94%EF%BC%8C%E5%8D%B3%E5%9C%A8%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%9A%84%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E4%B8%8B%E9%80%9A%E8%BF%87%E6%B5%8B%E5%AE%9A%E5%9B%A0%5BCe4%2B%5D%E5%92%8C%5BCe3%2B%5D%E4%B9%8B%E6%AF%94%E4%BA%A7%E7%94%9F%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%8A%BF%E9%9A%8F%E6%97%B6%E9%97%B4%E5%8F%98%E5%8C%96%E6%9B%B2%E7%BA%BF%EF%BC%8C%E4%BB%8E%E6%9B%B2%E7%BA%BF%E4%B8%AD%E5%BE%97%E5%88%B0%E8%AF%B1%E5%AF%BC%E6%97%B6%E9%97%B4%EF%BC%88tu%EF%BC%89%E5%92%8C%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%91%A8%E6%9C%9F%EF%BC%88tz%EF%BC%89.jpg "实验方法 本实验在CHI821型电化学分析仪上采用电化学方法测定研究BZ化学振荡反应，即在不同的温度下通过测定因[Ce4+]和[Ce3+]之比产生的电势随时间变化曲线，从曲线中得到诱导时间（tu）和振荡周期（tz）")
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实验步骤 配制溶液 清洗反应容器 开启水浴，设定温度 预热电化学分析仪 加反应溶液，连接电路 设置电化学分析仪参数
恒温后，倒入KBO3溶液，记录振荡曲线 保存数据
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数据处理 分别从各条曲线中找出诱导时间（tu）和振荡周期（tz），并列表
根据计算结果分别作ln(1/tu) ~1/T和ln(1/tz) ~1/T图 根据图中直线的斜率分别求出诱导表观活化能（Eu）和振荡表观活化能（Ez）
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思考题 影响诱导期、周期及振荡寿命的主要因素有哪些？ 为什么在实验过程中应尽量使搅拌子的位置和转速保持一致？ 实验中可观察到怎样的颜色变化？
实验中所研究的BZ振荡反应会否一直振荡下去而不停止？ FKN机理是否是严格意义上的反应机理？
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