USTC物理化学实验综合实验二B-Z震荡.pdf

B-Z 振荡反应条件与机理探究 P 中国科学技术大学地球和空间科学学院 摘要：本实验对 CH (COOH) －KBrO 化学振荡体系进行研究，通过对实验 2 2 3 条件的控制和反应物质的选取，探讨化学振荡反应的起振条件和机理，加深 对振荡反应的理解和对体系远离平衡状态下的复杂行为的认识。 关键词：B-Z 振荡 振荡机理 起振条件 振荡周期 Research of B-Z oscillation reaction conditions and mechanism Zhixin Guo P School of Earth Space Sciences, University of Science Technology of China Abstract: In this study, B-Z chemical oscillating reaction Of CH (COOH) -KBrO system 2 2 3 was exploited to study the Chemical Oscillating Reaction. By controlling the experimental conditions and the selection of reaction materials, studying the mechanism of oscillating chemical reaction, to deepen the cognition of oscillating reactions and the understanding of the complex behavior of the system far from equilibrium state. Keywords: B-Z oscillating; Oscillation mechanism; Oscillation condition; Oscillation period; 1.前言 化学振荡即化学反应系统中的某些物理量随时间周期变化，是一个十分复杂的反 应，包含了大量的化学反应物质，如反应物、生成物、中间体和催化剂，属于非线性动 力学范畴。[1] B-Z 化学振荡是一类机理非常复杂的化学过程，Field 、Koros 、Noyes 三位科学家经 过四年的共同努力，于 1972 年提出著名的 FKN 机理用来解释 B-Z 振荡反应的具体反应 历程，随后又简化出 Oregonator 模型。 在 1921 年，Bray 报道了在 I -HIO 作催化剂的条件下 H O 的催化分解在某些条件 2 3 2 2 下呈现出明显的振荡现象，1958 年，Belousov 在硫酸介质中以铈离子作催化剂用溴酸 盐氧化柠檬酸出现振荡反应，1964 年，Zhabotinsky 报道了其它体系中时空有序的振荡 [1] 现象。因而后人称他们的研究为 B-Z 反应 。目前在许多化学系统、生物化学系统中都 发现了化学振荡现象。这种现象引起了各学科工作者的浓厚兴趣。 自 20 世纪 50 年代以来，化学振荡在各个方面的应用日益广泛。1995 年， Perez-Bendito D 及其合作者报道了利用被测物质对化学振荡体系的脉冲扰动进行 [2] 分析测定 ，使化学振荡现象步入了分析检测实用阶段。而后发展起来的电化学 振荡更广泛地运用于理论研究和实践，如仿生学、临床医学等。此外，在食