Phản ứng Briggs-Rauscher chuyển đổi màu thuận nghịch

Giới thiệu Phản ứng Briggs-Rauscher, còn được biết đến dưới cái tên "đồng hồ chuyển đổi màu thuận nghịch", là một trong những ví dụ minh họa phổ biến nhất của một phản ứng thuận nghịch. Phản ứng bắt đầu khi 3 dung dich không màu kết hợp với nhau. Kết quả là màu sắc của hỗn hợp sẽ thay đổi một cách tuần hoàn từ không màu, màu hổ phách và xanh dương đậm trong khoảng thời gian 3- 5 phút. Dung dịch cuối cùng kết thúc với màu xanh đen. Nguyên vật liệuDung dịch A:Thêm 43g iodat kali...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phản ứng Briggs-Rauscher chuyển đổi màu thuận nghịch Phản ứng Briggs-Rauscher chuyển đổi màu thuận nghịch Giới thiệu Phản ứng Briggs-Rauscher, còn được biết đến dưới cái tên đồng hồ chuyển đổi màu thuận nghịch, là một trong những ví dụ minh họa phổ biến nhất của một phản ứng thuận nghịch. Phản ứng bắt đầu khi 3 dung dich không màu kết hợp với nhau. Kết quả là màu sắc của hỗn hợp sẽ thay đổi mộtcách tuần hoàn từ không màu, màu hổ phách và xanh dươngđậm trong khoảng thời gian 3- 5 phút. Dung dịch cuối cùng kếtthúc với màu xanh đen.Nguyên vật liệu Dung dịch A: Thêm 43g iodat kali (KIO3) với khoảng 800 mL nước cất.Khuấy trong 4,5 ml acid sulfuric H2SO4. Tiếp tục khuấy cho đếnkhi KIO3 tan hoàn toàn. Pha loãng thêm vừa đủ 1 lít. Dung dịch B: Thêm 15,6g acid malonic (HOOCCH2COOH) và 3,4 gmanganese sulfate monohydrate (MnSO4 . H2O) với khoảng 800ml nước cất. Thêm 4g tinh bột. Khuấy cho đến khi tan hoàntoàn. Pha loãng đến 1 lít. Dung dịch C: Pha loãng 400 ml dung dịch hydrogen peroxide (H2O2) 30% đến1 lít.Bạn sẽ cần:300ml cho mỗi dung dịchCốc thủy tinh 1 lítCá từBếp khuấy từ.Các bước tiến hành 1. Cho cá từ vào trong cốc thủy tinh. 2. Đổ 300ml dung dich A và B vào trong cốc thủy tinh. 3. Bật máy khuấy, điều chỉnh tốc độ khuấy đủ cho quá trình trộn. 4. Thêm 300 ml dung dịch C vào cốc thủy tinh. Phải chắc chắn là thêm dung dịch C sau khi đã trộn lẫn dung dịch A và B, nếu không phản ứng sẽ không xảy ra.Lưu ýVí dụ minh họa này tạo ra iod. Nên cần mang kính bảo hộ antoàn, đeo găng tay và thực hiện thí nghiệm trong phòng đượcthông gió tốt, đặc biệt là dưới phần miếng đệm hệ thống thônghơi. Cần quan tâm khi chuẩn bị dung dịch bởi vì hóa chất baogồm nhiều chất kích thích dị ứng và những chất oxy hóa mạnhmẽ.Thu dọn sau thí nghiệmTrung hòa Iot bằng việc chuyển hóa nó thành iođua. Thêmkhoảng 10g natri thiosunfat Na2S2O3 vào hỗn hợp. Khuấy đềucho đến khi dung dịch pha trộn trở nên không màu. Phản ứnggiữa Iot và thiosunfat là toả nhiệt và dung dịch pha trộn có thểnóng. Để làm giảm nhiệt, có thể rửa dung dịch trung hòa nàybằng nước.Phản ứng Briggs-RauscherIO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ --> ICH(CO2H)2 + 2 O2 + 3H2OPhản ứng này có thể bị biến đổi thành 2 phản ứng thành phần:IO3- + 2 H2O2 + H+ --> HOI + 2 O2 + 2 H2OPhản ứng này có thể xuất hiện bởi một chuỗi gốc hóa học đượctạo ra khi nồng độ I- thấp, hoặc bởi ko phải chuỗi gốc hóa họckhi I- có nồng độ cao. Cả hai quá trình đều chuyển iodat thànhacid hypoiodous. Acid hypoiodous tạo ra từ quá trình gốc hóahọc với tốc độ nhanh hơn so với quá trình không có gốc hóa học.Sản phẩm HOI từ phản ứng thành phần đầu tiên là một chấtphản ứng trong phản ứng thành phần thứ hai:HOI + CH2(CO2H)2 --> ICH(CO2H)2 + H2OPhản ứng này cung bao gồm 2 phản ứng thành phần:I- + HOI + H+ --> I2 + H2OI2CH2(CO2H)2 --> ICH2(CO2H)2 + H+ + I-Kết quả dung dịch có màu hổ phách là do sự tạo ra I2. I2 hìnhthành bởi sự xuất hiện nhanh chóng HOI tạo thành trong quátrình gốc hóa học. Khi quá trình gốc hóa học này xảy ra, HOIđược tạo ra nhanh hơn so quá trình tiêu thụ. Một số HOI đượcsử dụng trong khi đa số được giảm bớt bởi nước oxi già thành I-.Nồng độ I- ngày càng tăng đạt đến một điểm mà tại đó quá trìnhkhông có gốc hóa học giành lại khả năng điều khiển pứ. Tuynhiên, quá trình không gốc tạo ra HOI không nhanh bằng quátrình có gốc hóa học, vì vậy màu hổ phách bắt đầu bị mất khi I2được tiêu thụ nhanh hơn so với quá trình tạo thành. Dần dầnnồng độ I- đủ thấp để quá trình gốc hóa học khởi động lại và dođó chu trình tự lặp đi lặp lại.