Briggs-Rauscher מתנדנד לתגובת שינוי צבע

תגובת Briggs-Rauscher, הידועה גם בשם "השעון המתנדנד", היא אחת ההדגמות הנפוצות ביותר לתגובת מתנד כימי. התגובה מתחילה כאשר שלושה פתרונות חסרי צבע מעורבבים זה בזה. צבע התערובת המתקבלת יהיה לתנוד בין צלול, ענבר וכחול עמוק למשך כ 3-5 דקות. הפתרון בסופו של דבר כתערובת כחול-שחור.

הוסף 43 גרם אשלגן יוד (KIO₃) עד ~ 800 מ"ל מים מזוקקים. מערבבים 4.5 מיליליטר חומצה גופרתית (ח₂כך₄). המשיכו לערבב עד להמסת האשלגן היוד. לדלל ל 1 ל.

הוסף 15.6 גרם חומצה מלונית (HOOCCH₂COOH) ו- 3.4 גרם מנגן סולפט monohydrate (MnSO₄. ח₂O) עד ~ 800 מ"ל מים מזוקקים. הוסף 4 גרם עמילן וויטקס. מערבבים עד להמסה. לדלל ל 1 ל.

מדללים 400 מ"ל של 30% מי חמצן (H₂O₂) ל 1 ל.

• 300 מ"ל מכל פתרון
• כוס 1 ליטר
• צלחת ערבוב
• מוט מערבבים מגנטי

1. הכניסו את המוט בערבוב לכוס הגדולה הגדולה.
2. שופכים 300 מ"ל כל אחד מהפתרונות A ו- B לתוך הכוס.
3. הפעל את צלחת הבחישה. התאם את המהירות ליצירת מערבולת גדולה.
4. הוסף 300 מ"ל תמיסת C לתוך הכוס. הקפד להוסיף פתרון C לאחר ערבוב של פתרונות A + B אחרת ההפגנה לא תעבוד. תהנה!

הדגמה זו מתפתחת יוד. ללבוש

נטרל את היוד על ידי הקטנתו ליוד. הוסף לתערובת ~ 10 גרם נתרן תיוסולפט. מערבבים עד שהתערובת הופכת ללא צבע. התגובה בין יוד לתיוסולפט היא אקסותרמית והתערובת עשויה להיות חמה. לאחר הצינון, ניתן לשטוף את התערובת המנוטרלת במים.

IO₃^- + 2 ח₂O₂ + CH₂(שיתוף₂ח)₂ + ח⁺ -> ICH (CO₂ח)₂ + 2 O₂ + 3 ח₂O

ניתן לפרק תגובה זו לשניים תגובות מרכיב:

IO₃^- + 2 ח₂O₂ + ח⁺ -> HOI + 2 O₂ + 2 ח₂O

תגובה זו יכולה להתרחש על ידי תהליך רדיקלי שמופעל כשאני^- הריכוז הוא נמוך, או בתהליך לא רדיקלי כאשר ה- I^- הריכוז גבוה. שני התהליכים מפחיתים את היוד לחומצה היפו-יוד. התהליך הרדיקלי יוצר חומצה היפו-יודית בקצב מהיר בהרבה מהתהליך הלא-רדיקלי.

המוצר HOI של תגובת המרכיב הראשון הוא מגיב בתגובת הרכיב השני:

HOI + CH₂(שיתוף₂ח)₂ -> ICH (CO₂ח)₂ + ח₂O

תגובה זו מורכבת גם משתי תגובות מרכיב:

אני^- + HOI + H⁺ -> אני₂ + ח₂O

אני₂CH₂(שיתוף₂ח)₂ -> ICH₂(שיתוף₂ח)₂ + ח⁺ + אני^-

צבע הענבר נובע מייצור ה- I₂. אני₂ נוצר בגלל הייצור המהיר של HOI במהלך התהליך הרדיקלי. כאשר התהליך הרדיקלי מתרחש, HOI נוצר מהר יותר ממה שהוא יכול לצרוך. בחלק מה- HOI משתמשים בעוד שעודף מופחת על ידי מי חמצן לי^-. אני הגוברת^- הריכוז מגיע לנקודה בה התהליך הלא-רדיקלי משתלט. עם זאת, התהליך הלא-רדיקלי אינו מייצר HOI כמעט באותה מהירות כמו התהליך הרדיקלי, כך שהצבע הענבר מתחיל להתבהר כמו שאני₂ נצרך מהר יותר ממה שניתן ליצור. בסופו של דבר אני^- הריכוז צונח נמוך מספיק כדי שהתהליך הרדיקלי יופעל מחדש כך שהמחזור יכול לחזור על עצמו.

הצבע הכחול העמוק הוא תוצאה של ה- I^- ואני₂ נקשר לעמילן שנמצא בתמיסה.

ב. ז. שחשירי, 1985, הדגמות כימיות: ספר לימוד למורים לכימיה, כרך א '. 2, pp. 248-256.