化學振盪包含哪些

⑴ 什麼是反復不定的「化學振盪」

一支試管內溶液的顏色一會兒變紅，一會兒又變藍，呈現出有規律的節奏和漂亮的顏色，煞是迷人。這種現象叫「化學振盪」。提起振盪，人們並不陌生，如鍾擺的往復擺動，彈簧的自由伸縮，心臟的收縮和舒張，電路中的電流或電壓在最大值和最小值之間重復變化的過程等都是振盪。說起化學振盪，其實，也是一種隨時間周期性重要變化的過程，只是這一過程發生在化學反應中。

最初發現化學振盪現象是在1873年。德國化學家李伯曼曾經做過一個有趣的「汞心臟」實驗。當時，李伯曼把水銀放在玻璃杯的中央，再把重鉻酸鉀和硫酸的混合溶液慢慢地注入杯中，然後將一個鐵釘放在緊靠水銀附近的溶液中。他驚奇地發現，水銀珠就像心臟似的跳動了起來。他認為，這是由於化學反應使得水銀的體積發生了周期性變化造成的。此後，化學家們還發現了許多別的化學振盪現象。

化學振盪究竟是怎麼一回事呢?這種現象一出現，就有人對它進行了研究。

1910年，洛特卡提出了一個以質量作用定律為基礎的振盪反應數學模型；到了1931年，沃爾特拉在洛特卡模型的基礎上，又提出了一個更完善的模型，這個模型就以他倆的名字來命名，稱為洛特卡—沃爾特拉模型。雖然這一模型為化學界所普遍接受，但它並不是盡善盡美的。

盡管化學家對化學振盪現象還不甚了解，生物學家對化學振盪卻如獲至寶，企圖用它解開「生物鍾」的奧秘。不論在植物體、動物體還是人體內，都存在著一些周期性的現象。例如植物的花開花落、春華秋實；動物的冬眠夏徙、晝出夜歸；人類的一日三餐、早起晚寢。這些現象的周期雖然不很精確，卻是客觀存在的。即使在消除了外部節律的人造環境中，這些「生物鍾」現象依然我行我素。於是，生物學家便關注起了生物體的內部節律：生物體內是不是存在著某種周期性的化學反應?是不是由於化學振盪現象在其中「搗鬼」?果真如此，事情也未必會水落石出。因為任何化學反應都將受到外部環境因素的影響。如溫度、光照等等，而「生物鍾」卻不是這樣。化學振盪和「生物鍾」究竟有何瓜葛?要解答這個問題，首先必須搞清楚化學振盪的本質，對此，化學家們正在做積極地探索。比利時著名科學家普利高津教授曾斷言：化學振盪現象只能在化學耗散過程才可能出現。這為解開化學振盪之謎開辟了一條新的途徑。現在許多科學家正在努力探索，企圖解開「化學震盪」之謎。

⑵ 化學振盪的歷史發展

化學振盪反應最早是由美國科學家W.C.Bray在1921年用H2O2、IO3和CH2(COOH)2(以H2SO4為介質，MnSO4為催化劑)進行反應時發現的。但由於當時人們無法解釋其產生的原因，所以並未引起人們的重視，這就使得化學振盪反應的研究，在很長時間被人們所冷落。1873年李普曼(G．I ippman)報道了汞心實驗是一種周期現象。此後，就有很多科學家發現了不少的振盪現象，其中 1958年前蘇聯科學家伯諾索夫的發現，在化學振盪的實驗研究中是一個轉折點。他在對溴酸鉀、硫酸鈰和檸檬酸的稀硫酸溶液的封閉體系研究中觀察到濃度振盪現象。20世紀60年代，普利高津(I．Prigogine)領導下的布魯塞爾學派在非線性非平衡態熱力學研究中取得重大突破，提出了著名的耗散結構理論。該理論指出：某些遠離平衡態的系統，通過耗散能量和物質，有可能達到一種時間或空間有序的狀態，他們稱這種狀態為耗散結構。這樣就從熱力學上證明了化學振盪反應的發生是可能的。耗散結構理論的建立為振盪反應提供了理論基礎，從此振盪反應贏得了重視，研究迅速發展。同時，Prigogine等人還給出了產生振盪的條件：(1)遠離平衡態；(2)有反饋存在；(3)有多復位態存在；(4)開放系統。
近二三十年來，對化學振盪的研究則更多，研究內容包含了有關化學振盪的許多問題如化學振盪反應的熱力學因素，動力學因素，用數學方法和程序軟體來研究化學振盪反應，以及如何進行反饋和尋找新的振盪器等，並且不斷在尋找研究化學振盪的新方法。
有些化學反應體系(如B-Z反應體系)在某些確定的外部條件下並不發展到不隨時間變化的定態或平衡態，而是發展到其狀態量(如某些中間物組分的濃度)隨時間周期變化的狀態。化學反應體系中某些狀態量隨時間周期變化的狀態稱為化學振盪，有時也稱為化學鍾。

⑶ 振盪反應的實例

先配製[I]、[II]、[III]三種溶液：
[I]——400mL 30%H2O2溶液加水稀釋至1L；
[II]——(42.8gKIO3 + 40mL 2mol·L-1H2SO4)加水稀釋至1L；
[III]——(15.6g丙二酸 + 3.38gMnSO4·H2O + 0.3g澱粉)加水稀釋至1L。
把[I]、[II]、[III]溶液在攪拌下等體積混合，溶液顏色呈現「無色→藍黑色→無色→藍黑色→……」的周期性變化，亦即反應體系在兩種情況之間震盪。如果能不斷加入反應物和不斷排出產物（即保持體系遠離平衡態），其震盪將持續下去，反之震盪周期將逐漸變長，直至溶液維持藍黑色。此化學震盪的主要反應為：
5H2O2 + 2HIO3 I2 + 5O2↑+ 6H2O
I2的形成積集到一定濃度會使澱粉變藍，而過量的H2O2又會氧化I2：
5H2O2 + I2 —→ 2HIO3 + 4H2O
使澱粉溶液褪色。HIO3的形成積集到一定濃度又引發與H2O2新一輪反應的發生。所以凈反應為：
2H2O2 —→ O2↑+ 2H2O
其間丙二酸的作用是可與I2反應產生少量I—：
I2 + CH2(COOH)2 —→ ICH(COOH)2 + H+ + I-
I2 + ICH(COOH)2 —→ I2C(COOH)2 + H+ + I-
I—對H2O2與HIO3的反應有阻化作用，過量的I—則被IO3—氧化：
5I- + IO3- + 6H+ —→ 3I2 + 3H2O
另外，一些振盪反應還在反應容器中不同部位出現溶液濃度不均勻的空間有序結構，展現出同心圓形或旋轉螺旋狀的捲曲花紋波。無序怎麼會自發走向有序？1969年比利時化學家Prigogine經過近20年的研究，提出了耗散結構理論，全面、深入地揭示了化學震盪現象的本質。
操作注意事項 ：
搖擺反應中使用量筒移取三個溶液時，盡量使體積相同，並同時加入，否則將導致部分現象不明顯或變化太快。

⑷ 什麼是化學振盪反應產生振盪反應的條件

化學震盪是在某些反應體系中，有些組分的濃度會忽高忽低，呈現周期性變化的現象。也稱搖擺反應。
若維持化學振盪的進行，必須不斷補充反應物，否則的話，反應的振盪即將停振盪現象的發生必須滿足以下條件：
（a）反應必須是敞開體系且遠離平衡態；
（b）反應歷程中應包含自催化的步驟；
（c）體系必須能有兩個穩態存在，即具有雙穩定性。在生物化學中也存在振盪現象，如動物心臟的有節律的跳動，在新陳代謝過程中占重要地位的糖酵解反應中，許多中間化合物和酶的濃度也是隨時間而周期性的變化。
所謂生物鍾也是一種振盪現象，實際上生態平衡離不開振盪現象

⑸ 化學振盪的概念

化學振盪是指有些自催化反應有可能使反應體系中某些物種的濃度隨時間或空間發生周期性的變化。
這種周期性變化是發生在非平衡態時的現象。

⑹ 化學振盪反應的原理有哪幾種

化學反應基本原理 2.1.化學反應的方向和吉布斯函數變 2.1.1 影響反應方向的因素 ...定壓下一般反應自發性的幾種情況ΔH ΔS ΔG=ΔH-TΔS 反應的自發性-+-自發..振盪反應中的一種或幾種關鍵物質的化合物時，可以觀察到振盪體系的各種異常行為，如振盪停止，在一定化學振盪是一種周期性的化學現象。早在波義爾（Boyle）就觀察到磷放置在一瓶口鬆鬆塞住的燒瓶中時，會發生周期性的閃亮現象。1921年，勃雷（W.C.Bray）在一次偶然的機會發現H.2O2與KIO3在硫酸稀溶液中反應時，釋放出O2的速率以及I2的濃度會隨時間周期變化。直到1959年，貝洛索夫首先觀察到並隨後為恰鮑廷斯基深入研究，丙二酸在溶有硫酸 的酸性溶液中被溴酸鉀氧化的反應，隨後人們發現了一大批可呈現化學振盪現象的含溴酸鹽的反應系統。人們統稱這類反應為B-Z反應。 由實驗測得的B-Z系統典型 離子和溴離子濃度的振盪曲線

⑺ 化學振盪的必要條件

發生化學振盪現象必須滿足如下幾個條件：
（1）反應必須是敞開體系且遠離平衡態；
（2）反應歷程中應包含自催化的步驟；
（3）體系必須存在兩個或兩個以上的穩定狀態。

⑻ 什麼是化學振盪現象

英文名
chemical oscillation；chemical clock
編輯本段概念
化學振盪是指有些自催化反應有可能使反應體系中某些物種的濃度隨時間或空間發生周期性的變化。 這種周期性變化是發生在非平衡態時的現象。
編輯本段必要條件
發生化學振盪現象必須滿足如下幾個條件： （1）反應必須是敞開體系且遠離平衡態； （2）反應歷程中應包含自催化的步驟； （3）體系必須存在兩個或兩個以上的穩定狀態。
編輯本段用途
廣泛存在於化學、物理學、生物學等領域中，因此化學振盪反應的研究是一個多學課交叉點的前沿課題，其研究對解決礦物勘探、大氣動力學、化學過程分析等重要理論和實際問題都有可能產生重大的影響。目前，在葯物分析、生命科學等許多領域都有廣泛的研究和應用，並已取得了重要的進展

⑼ 化學搖擺反應現象，原理，解釋

一般的化學反應，反應物和產物的濃度單調地發生變化，最終達到不隨時間變化的平衡狀態。然而在某些反應體系中，有些組分的濃度會忽高忽低，呈現周期性變化，這種現象稱為化學震盪。若維持化學振盪的進行，必須不斷補充反應物，否則的話，反應的振盪即將停止。

振盪現象的發生：反應必須是敞開體系且遠離平衡態；反應歷程中應包含自催化的步驟；體系必須能有兩個穩態存在，即具有雙穩定性。在生物化學中也存在振盪現象，如動物心臟的有節律的跳動，新陳代謝過程中的糖酵解反應中，許多中間化合物和酶的濃度也是隨時間而周期性的變化。

(9)化學振盪包含哪些擴展閱讀

反應振盪器的設計和機理研究：尋找靈敏度高、選擇性好的反應體系. 研究這些振盪反應機理可為非線性科學的建立、發展起推動作用。振盪反應的耦合： 振盪反應的耦合對人們揭示生物體系的復雜性具有重大的意義。

葯物對振盪反應體系的影響研究：通過研究葯物對化學振盪反應產生的干擾、對生命系統的周期性現象更深刻的認識,可為醫學的發展提供重要信息。測定、研究B-Z化學振盪反應可採用離子選擇性電極法、分光光度法和電化學等方法。