Briggs-Rauscherjeva reakcija, znana tudi kot "nihajna ura", je ena najpogostejših demonstracij kemične oscilatorne reakcije. Reakcija se začne, ko mešamo tri brezbarvne raztopine. Barva nastale mešanice bo nihati med prozorno, jantarno in temno modro približno 3-5 minut. Raztopina se konča kot modro-črna zmes.
Rešitev A
Dodajte 43 g kalijevega jodata (KIO)3) do ~ 800 ml destilirane vode. Vmešajte 4,5 ml žveplova kislina (H)2SO4). Nadaljujte z mešanjem, dokler se kalijev jodat ne raztopi. Razredčimo na 1 L.
Rešitev B
Dodamo 15,6 g malonske kisline (HOOCCH2COOH) in 3,4 g manganovega sulfata monohidrata (MnSO4. H2O) do ~ 800 ml destilirane vode. Dodamo 4 g vitex škroba. Mešamo, dokler se ne raztopi. Razredčimo na 1 L.
Rešitev C
Razredčimo 400 ml 30% vodikovega peroksida (H2O2) na 1 L.
Materiali
- 300 ml vsake raztopine
- 1 L čaša
- mešalna plošča
- magnetna mešalna palica
Postopek
- Mešalnik postavite v veliko čašo.
- V čašo vlijemo 300 ml vsake raztopine A in B.
- Vklopite mešalno ploščo. Prilagodite hitrost, da ustvarite velik vrtinec.
- V čašo dodamo 300 ml raztopine C. Pazite, da dodate raztopino C po mešanju raztopin A + B, sicer demonstracija ne bo delovala. Uživajte!
Opombe
Ta demonstracija razvija jod. Nosite zaščitna očala in rokavice in demonstracijo izvedite v dobro prezračenem prostoru, po možnosti pod prezračevalnim pokrovom. Bodite previdni, kdaj priprava rešitev, saj kemikalije vključujejo močna dražilna sredstva in oksidanti.
Pospravi
Nevtralizirajte jod tako, da ga zmanjšate na jodid. Mešanici dodamo približno 10 g natrijevega tiosulfata. Mešajte, dokler mešanica ne postane brezbarvna. Reakcija med jodom in tiosulfatom je eksotermična in mešanica je lahko vroča. Ko se ohladi, lahko nevtralizirano zmes speremo v odtok z vodo.
Briggs-Rauscherjeva reakcija
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O
Ta reakcija se lahko razbije na dva reakcije komponent:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Do te reakcije lahko pride z radikalnim postopkom, ki se vklopi, ko sem- koncentracija je nizka ali z neradikalnim postopkom, ko I- koncentracija je visoka Oba procesa zmanjšujejo jodat do hipoiodne kisline. Radikalni proces tvori hipoiodno kislino s precej hitrejšo hitrostjo kot neradikalni postopek.
Produkt reakcije prve komponente HOI je reaktant v reakciji druge komponente:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Ta reakcija je sestavljena tudi iz dveh komponent:
jaz- + HOI + H+ -> Jaz2 + H2O
jaz2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + Jaz-
Barva jantarja je posledica proizvodnje I2. Jaz2 oblike zaradi hitre proizvodnje HOI med radikalnim postopkom. Ko pride do radikalnega procesa, se HOI ustvari hitreje, kot ga lahko porabimo. Nekateri HOI se uporabljajo, medtem ko se presežek zmanjša za vodikov peroksid do mene-. Vedno večji jaz- koncentracija doseže točko, ko neradski proces prevzame. Vendar pa neradikalni postopek ne povzroči HOI skoraj tako hitro kot radikalen postopek, zato se jantarna barva začne bistriti, kot sem2 se porabi hitreje, kot je mogoče ustvariti. Sčasoma jaz- koncentracija pade dovolj nizko, da se radikalni postopek ponovno zažene, tako da se lahko cikel ponovi.
Temno modra barva je rezultat I- in jaz2 vezanje na škrob, prisoten v raztopini.
Vir
B. Z. Shakhashiri, 1985, Kemijske demonstracije: priročnik za učitelje kemije, vol. 2, pp. 248-256.