碘钟颜色震荡反应的研究_常海.pdf

网络出版时间：2016-07-19 16:10:40 网络出版地址：/kcms/detail/44.1317.o61610.004.html 第 41 卷第 5 期 广 州 化 学 Vol. 41 No. 5 2016 年 10 月 Guangzhou Chemistry Oct. 2016 文章编号：1009-220X(2016)05-00 -05 DOI: 10.16560/ki.gzhx 碘钟颜色震荡反应的研究 常 海 （江苏省常州高级中学，江苏 常州 213022 ） 摘 要：在过氧化氢 1.2 mol/L 、丙二酸 0.05 mol/L 、硫酸锰 0.006 7 mol/L 、碘酸钾 0.067 mol/L 、淀粉 0.01%的溶液中逐滴滴加适量浓硫酸，反应液呈现从黄色到蓝色相互交替的颜色震荡现象。提出了以碘 离子为核心，不同价态的碘化合物作为媒介，溶液内各物质的浓度发生周期性变化的反应机理。研究 结果表明当 pH 值处于 2.05～2.35 之间时，溶液可以达到黄色与蓝色双稳态的平衡，震荡时间根据 pH 差异可以维持 3～5 min ，最终变为蓝色。 关键词：化学震荡；碘钟反应；反应机理 中图分类号：G63 文献标识码：A 化学震荡现象在很多领域起着重要的作用。在检测一些环境或人体中存在的、用常规方法无法检验的 元素时，以及解释人体消化酶的作用、自然界的物质循环方面，都需要用到震荡理论及其应用。但是震荡 现象发生的条件非常苛刻，而且无法运输和保存，在现实应用中存在巨大的不确定。 本文观察到碘钟反应具有颜色震荡现象，提出碘钟颜色震荡反应的机理，通过碘钟反应震荡周期的研 究，发现pH 值是其中最大的影响因素，得出 pH 值的最佳范围。 1 实验 1.1 试剂与仪器 试剂：碘酸钾，29%过氧化氢，丙二酸，硫酸锰，可溶性淀粉，浓硫酸，蒸馏水，国产化学纯。 仪器：烧杯，量筒，秒表，玻璃棒，电加热器，滴管。 1.2 实验操作 甲溶液的配置：量取20 mL 29% 的过氧化氢溶液，配成 50 mL 溶液，得 3.6 mol/L 过氧化氢溶液。 乙溶液的配置：分别称取3.9 g 丙二酸和 0.8 g 硫酸锰，分别溶于适量水中。另称取 0.075 g 可溶性淀 粉，溶于 50 mL 左右沸水中。把三者转移入 250 mL 容量瓶里，稀释到刻度，得到含 0.15 mol/L 丙二酸、 0.02 mol/L 硫酸锰、和 0.03%淀粉的混合溶液。 丙溶液的配置：称取 2.1 g 碘酸钾溶于 50 mL 热水中。 将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在烧杯中，该混合溶液即含过氧化氢 1.2 mol/L、丙二酸 0.05 mol/L、 硫酸锰 0.006 7 mol/L、碘酸钾 0.067 mol/L、淀粉 0.01% 。 采用控制变量法，通过滴入不同滴数的浓硫酸来控制 pH 值，由于温度也是化学震荡反应的影响因素， 因此在实验中统一使用沸水配置的乙、丙溶液。进行三次实验减少误差，实验结束后，将实验数据汇总， 进行统计分析，最终得出结论。 收稿日期：2016-06-13 作者简介：常 海（2000~ ），男，江苏常州人，高中学生。404078541@ 2 广 州 化 学 第41 卷 1.3 pH 值的计算方法 pH 值的计算方法如式（1），其