物化实验报告：b-z振荡

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1、实验11B-Z振荡反应李天奇2012012415生23同组实验者：高艳君实验口期：2014年10月25口提交报告日期：2014年11月1H带实验的老师：袁斌1引言本实验的目的：利用漠离子选择点击与钳丝电极分別测定［B门和［Ce4，］/［Ce34］随时间的变化曲线，观察B-Z振荡现象。学习处理实验数据并根据阿伦尼乌斯公式k=A*cxp(-Ea/RT)估算反应的表观活化能。其反应机理为：FKN机理为目前人们普遍接受的反应机理，其主要反应步骤有以下十步：(1-1)HOBr+Br_+H+->Br2+H2O(1-2)HBrO2+B

2、r_+『t2HOBr(1-3)BrO3-+Br"+2H+->HBrO2+HOBr(1-4)2HBrO2->HOBr+BKy+H+(1-5)BrO3-+HBrO2+『—2BrO2+H2O(1-6)BrO2+Ce3++H+->HBrO2+Ce4+(1-7)Br2+MA->BrMA+Br_+H+(1-8)6Cc4++MA+2H2O—6Cc3++HCOOH+2CO2+6H+(1-9)4C/++BrMA+2H2O—4Ce3++Br_+HCOOH+2CO2+5H+(M0)Br2+HCOOH—2Br+CO2+2H+再对过程进行划分，可

3、分为3个过程:过程A包括反应(1-1).(1-2).(1-3).(1-7),为B广的消耗。(1-A)Bi-O3"+2Br_+2CH2(COOH)2+3H+->3BrCH(COOH)2+3H2O过程B包括反应（1・4）、（1・5）、（1-6）,为Ce4+的积累。(1-B)BrO3'+4Ce3++5H+->HOBr+4Ce4++2H2O过程C包括反应（1・8）、（1・9）、（1-10）,为B广的再生。(1-C)HOBr+4Ce4++BrCH(COOH)2+H2O—2Br_+4Ce3++3CO2+6H+HBrO2其中，过程B中

4、存在着一步HBi*O2自催化反应，当BL、HB1O2浓度较大时,主要由A过程消耗。因而，根据速率方程可求出临界值BL的浓度=k5/k2*[BrC）3・]，反应溶液中的BL浓度可能会在临界值上下振荡。具体过程为：当溶液屮Br■浓度小于临界值Br-,HB1O2通过自催化反应增多，由A迅速消耗后转入过程B,B中产生的C/+可以通过过程C使Br■浓度冋升。当溶液中B门农度大于临界值Br■值，HBrO2自催化反应受到抑制，主要过程为A对HBK）2的消耗。从而完成循环。2实验操作2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图0.02mol

5、/L硝酸肺钱，0.5mol/L丙二酸，0.2mol/L漠酸钾,0.8mol/L硫酸，去离子水。计算机与接口1套，恒温槽1套，电磁搅拌器及磁子，反应器1个，钳电极1个，饱和甘汞电极1个，2mL刻度移液管1支，洗耳球1个，10mL量筒1个，25mL量筒2个（分别专用），洗瓶1个，银子一把，废液缸，吸水纸，滤纸1张。图1实验装置示意图2.2实验条件（实验温度、湿度、压力等）环境条件：室温18°C,湿度51%,气压：lOlkPa。反应温度：20°C,23°C,26°C,29°C,32°C,35°C2.3实验操作步骤及方法要点2.

6、3.1步骤1）检查与准备检查仪器和药品，接通电源，打开电脑和恒温水浴槽，检查电脑状况，运行“数据采集・BZ振荡''程序。调节恒温槽水浴温度至2（rc。用去离子水清洗反应器、电极和磁子。2）反应用量筒取7mL丙二酸、15mL浪酸钾、18mL硫酸溶液于反应器屮，用银子将干净的磁子放入溶液中，插入电极，缓慢打开电磁搅拌器，避免磁子碰到电极。点击程序中的“开始"，待基线走稳后，用移液管加入2mL硝酸肺钱溶液，出现振荡后，待振荡周期重复8〜10次后，点击“完成”，停止记录，命名存盘。3）升温升高温度3°C,重复步骤2,直到35°C

7、。点击“退出”，关闭“数据采集-BZ振荡”程序。4）数据处理运行“BZ振荡”程序。打开已保存的振荡曲线，输入温度。在图像区，按住鼠标左键、拖动鼠标，选定坐标范围。观察y轴值的变化，找出加入硝酸饰镀曲线开始变化的起点，点击选中该坐标，点击“诱导期起点”，右侧方框内显示的即为诱导期的起点。以此类推，找岀开始出现振荡曲线开始变化的前一点，确认为诱导期的终点。选中某一峰值的坐标，点击“周期点”，右侧方框内显示的即为周期点，相应的数据点也会在图像区标识出来。每两个峰值的坐标为一组，其时间差即为一个振荡周期。点击“一”确认的温度、诱

8、导期、振荡周期就会显示在右侧方框内。各温度的数据提交完毕后，点击“计算结果”，显示表观活化能。5）数据保存2.3.2方法要点1）要在丙二酸、混酸钾和硫酸溶液混合均匀并使基线走稳后再加入硝酸肺钱，便于确定诱导期与振荡周期。2）反应温度可以明显改变诱导期和振荡周期，需要严格保证。3）该实验对浪酸钾纯度要求很髙，谨防污染。