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题目：化学振荡 姓名 专业 学号 孙祥祥 物理化学 201510141435 唐会敏 分析化学 201510141436 孙滔 高分子化学 201510141434 唐炜 高分子化学 201510141437 对于化学反应通常是研究其平衡态线性特性, 如酸碱电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡和配 合平衡等所谓四大平衡. F. W. Ostwald 的化学平衡 理论认为, 参加反应的分子是以混沌无序的形式随 机地相互碰撞、进行无规则热运动、直到全部耗尽 的, 反应后各生成物分子无序地均匀混杂着, 达到一 种极限状态, 该状态不随时空变化的特性, 是由熵增 原理决定的. 然而, 化学基本规律却表现为非平衡、 非线性特性 . 有些反应体系中, 部分组分或中间产 物的浓度能随时间、空间发生有序的周期性变化, 即 化学振荡.  一．简史 1832 年, 洛森希尔德发现放在玻璃瓶内水中的 黄磷周期的放光, 这种振荡依赖于瓶塞漏气的情况. 1896 年, 李塞根发现所谓的李塞根环( 空间振荡) . 1899 年, F. W. Ostwald 指出, 铁丝溶解在硝酸溶液 中会产生类似神经兴奋的现象( 即所谓铁神经0) . 1903 年, 布内迪许和马依尔指出, 双氧水在金属汞 表面上的分解反应有类似心脏跳动的现象存在. 以 上均为多相反应中的振荡现象. 一般认为, 均相体系 不会有浓度振荡, 否则与热力学第二定律相矛盾. 1910 年, 洛特卡提出了只包含一步自催化反应 的振荡反应序列模型: ( A) y A, A+ X y 2X, X y P,这是一个阻尼振荡反应. 反应中, 物质( A) 以恒定速 率进入反应体系而以 A 表示; A 以自催化反应的方 式转变为 X; X 以一级反应的形式消失. 1920 年, 他 又提出包含两步自催化反应的振荡反应序列模型: A+ X y 2X , X+ Y y 2Y, Y+ By E+ B; 在反应中, A自催化反应转化为 X, X 又自催化转化为 Y, 最后 Y 以一级反应的形式消失. 洛特卡的振荡反应模型统 治着振荡反应理论领域近 50 年. 从 20 世纪 20 年代至 60 年代初期, 在洛特卡理 论的基础上向前探索, 发现了大量新的振荡反应. 例 如, 1921 年, 布雷发现在碘酸2碘水催化双氧水分解 反应中氧的生成速率和溶液中的碘的浓度都呈周期变化. 不过, 这些开放系统中的现象由于无法用熵增 原理来解释, 未能引起化学家们的足够重视. 振荡反 应的现代研究处于大发展的前夜. 1964 年, 高希和钱斯首先发现酵母细胞的悬浮 液在某些条件下会产生 NADA 浓度的阻尼振荡, 紧 接着在酵母细胞的提取液中观察到浓度振荡, 而且 在适当的条件下会发生无阻尼振荡. 这一发现使人 们对于化学振荡反应的研究兴趣剧增, 从此开始了 振荡反应研究的大发展期. 此后又发现, 在细胞内的 许多化合物或离子浓度发生着周期变化. 可以说, 生化振荡现象的研究极大地推动了化学振荡反应的研究 . 二.重要成果 B2Z反应原理： 对于铈催化 KBrO32C3H 4 O42H 2 SO4 体系的振荡 反应, 实验发现 Ce3+ 和 Ce4+ 浓度不停的发生着周期 性变化, 溶液一会儿呈红色( 产生过量的 Ce3+ ) , 一 会儿呈蓝色( 产生过量的 Ce4+ ) , 像钟摆一样作规则 的时间振荡( 化学振荡或化学钟) . 研究表明, 上述体系远离平衡态, 依靠 Br- 、BrO-3，竞相与H BrO2 反应, 通过其中发生的 A 和 B两个过程来完成. 其中A 过程是消耗 Br- , 当[ Br- ]下降到某临界值( 5 @10- 6 @[ BrO-3 ] ) , 会导致 A 过程变为 B 过程, 在 B 过程中, Ce( ? ) 又会使 Br- 再 生, 当[ Br- ] 增加到某临界值后, 体系又重新回到 A 过程. 哪一种过程占优势, 取决于体系中的[ Br- ] . 被消耗的可由 BrO氧化 Ce ( ? ) 的还原产物Ce( ó ) 重新生成, 整个体系便在两个过程间振荡, 表现为 Ce( ? ) 和[ Br- ] 不停的发生变化. 振荡反应 直到 BrO-3 耗尽为止. 反应如下: 提出条件： Prigogine 在经历了近 20 年的深入探索以后, 于 1969 年提出了耗散结构理论. 该理论为自然界 以至人类社会中出现的大量自组织现象的研究提供了坚实的理论基础, 很快受到科学界的重视. 他指出, 一个开放体系( 不管是物理学、化学还是生物学系统) 在到达平衡态的 非线性区域时, 一旦体系的某个参量达到一定阈值后, 通过涨落就可以使体系