Briggs-Rauscherova reakcija, poznata i kao "oscilirajući sat", jedna je od najčešćih demonstracija kemijske oscilatorne reakcije. Reakcija započne kada se miješaju tri bezbojne otopine. Boja rezultirajuće smjese će oscilirati između bistre, jantarne i tamno plave oko 3-5 minuta. Otopina se završava u obliku plavo-crne smjese.
Rješenje A
Dodajte 43 g kalijevog jodata (KIO)3) do ~ 800 ml destilirane vode. Umiješajte 4,5 ml sumporne kiseline (H2TAKO4). Nastavite miješati dok se kalijev jodat ne otopi. Razrijedite na 1 L.
Rješenje B
Dodajte 15,6 g malonske kiseline (HOOCCH2COOH) i 3,4 g manganovog sulfata monohidrata (MnSO)4. H2O) do ~ 800 ml destilirane vode. Dodajte 4 g vitex škroba. Miješajte dok se ne otopi. Razrijedite na 1 L.
Rješenje C
Razrijedite 400 ml 30% vodikovog peroksida (H2O2) na 1 L.
materijali
- 300 ml svake otopine
- Čaša od 1 L
- ploča za miješanje
- magnetska miješalica
Postupak
- Stavite posudu za miješanje u veliku čašu.
- U čašu stavite 300 ml svake otopine A i B.
- Uključite ploču za miješanje. Podesite brzinu da biste stvorili veliki vrtlog.
- U čašu dodajte 300 ml otopine C. Svakako dodajte otopinu C nakon miješanja otopina A + B ili u suprotnom demonstracija neće raditi. Uživati!
Bilješke
Ova demonstracija razvija jod. Nositi zaštitne naočale i rukavice i izvode demonstraciju u dobro prozračenom prostoru, po mogućnosti pod ventilacijskim poklopcem. Pazite kad priprema rješenja, jer kemikalije uključuju snažne nadražaje i oksidanti.
Počistiti
Neutralizirajte jod smanjujući ga na jodid. U smjesu se doda oko 10 g natrijevog tiosulfata. Miješajte dok smjesa ne postane bezbojna. Reakcija između joda i tiosulfata je egzotermna i smjesa može biti vruća. Kad se ohladi, neutralizirana smjesa može se isprati u odvodu vodom.
Briggs-Rauscherova reakcija
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O
Ovu reakciju možemo razbiti na dva reakcije komponenata:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Do ove reakcije može doći radikalnim procesom koji se uključuje kad sam- koncentracija je niska ili neradicnim postupkom kada I- koncentracija je visoka. Oba procesa smanjuju jodat do hipoiodne kiseline. Radikalni proces tvori hipoiodnu kiselinu mnogo brže od neradikalnog procesa.
HOI produkt reakcije prve komponente je reaktant u reakciji druge komponente:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Ova se reakcija također sastoji od dvije komponente:
ja- + HOI + H+ -> ja2 + H2O
ja2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + Ja-
Boja jantarne boje rezultat je dobivanja I2. Ja2 oblika zbog brze proizvodnje HOI tijekom radikalnog procesa. Kad se dogodi radikalni proces, HOI se stvara brže nego što se može pojesti. Neki se HOI koriste dok se višak smanjuje za vodikov peroksid na ja-. Sve jače- koncentracija doseže točku u kojoj preuzima neradski proces. Međutim, neradikalni postupak ne stvara HOI gotovo jednako brzo kao i radikalni postupak, tako da se jantarna boja počinje bistriti dok sam2 troši se brže nego što se može stvoriti. Na kraju ja- koncentracija pada dovoljno nisko da se radikalni proces ponovno pokrene pa se ciklus može ponoviti.
Duboka plava boja rezultat je I- i ja2 vezanje škroba koji je prisutan u otopini.
Izvor
B. Z. Shakhashiri, 1985, Kemijske demonstracije: priručnik za učitelje kemije, god. 2, pp. 248-256.