Колебательная реакция Бриггса-Раушера

[Стас]

Помогите пожалуйста решить колебательную реакцию Бриггса-Раушера.

Эту реакцию проводят так:

В 3 стаканах находятся смеси

В первом H2O2

Во втором HOOCCH2COOH (малоновая кислота) + MnSO4 + (C6H10O5)n

В третьем KIO3 + H2SO4

В большой стакан выливают все эти смеси в следующей последовательности:

1)содержимое3

2)содержимое2

3)содержимое1

Видео этой реакции можно посмотреть здесь http://experiment.edu.ru/attach/6/450.mov

Меня интересует что за процессы там происходят, что за продукты образуются и если кто может помочь написать полное уравнение реакции.

[s324]

http://en.wikipedia.org/wiki/Briggs-Rauscher_reaction

[Alchemister]

на английском плохо понятно. Просьба написать все уравнения данной реакции в молеекулярной или ионной форме.

 

п.с. в книге Г.Дарелла уранений этой реакции тоже нет.

 

 

[GoldHUMMER]

Есть страничка в вики на русском языке. Вобщем там йод последовательно выступает то в виде продукта реакции, то в составе соли.

[Nil admirari]

А можно использовать в качестве субстрата не малоновую а лимонную кислоту?

[GoldHUMMER]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%91%D1%80%D0%B8%D0%B3%D0%B3%D1%81%D0%B0_%E2%80%94_%D0%A0%D0%B0%D1%83%D1%88%D0%B5%D1%80%D0%B0

[evgiza]

Для реакции Бриггса-Раушера, в качестве типичного примера колебательной реакции, справедливо следующее:

Общее уравнение процесса:

IO₃^– + 2H₂O₂ + CH₂(COOH)₂ + H⁺ → IHC(COOH)₂ + 2O₂ + 3H₂O

Общая реакция может быть разделен на следующие отдельные этапы:

Запуск реакции:

2KIO₃ + 5H₂O₂ + 2H⁺ → I₂ + 5O₂ + 6H₂O

5H₂O₂ + I₂ → 2IO₃^- + 2H⁺ + 4H₂O

H₂O₂ + I₂ → 2I^– + 2H⁺ + O₂

Образующийся молекулярный йод придает раствору янтарную окраски. Как только образуется достаточное количество йодид-аниона на третьей стадии, формируется I₃^‒ ‒ ионы, которые проникают в макромолекулы крахмала. Полученный комплекс крахмал-I₃^‒ имеет характерный тёмно-синий цвет. Йодид-анион запускает последующую стадию процесса А одновременно.

Процесс A:

IO₃^– + 2H⁺ + I^– → HIO₂ + HOI

 

HIO₂ + H⁺ + I^– → 2HOI

 

3HOI + 3H⁺ + 3I^– → 3I₂ + 3H₂O

 

Суммарно:         IO₃^– + 6H⁺ + 5I^– → 3I₂ + 3H₂O

(I)

Выделяющийся свободный йод тут же вступает в реакцию с малоновой кислотой:

3I₂ + 3CH₂(COOH)₂ → 3IHC(COOH)₂ + 3H⁺ + 3I^–

(II)

стадии (I) и (II) в сочетании формируют общий процесс А:

3H⁺ + 2I^– + IO₃^– + 3CH₂(COOH)₂ → 3IHC(COOH)₂ + 3H₂O

(I + II)

В целом, йодид-анион превращается в йодмалоновую кислоту в процессе A. Количество свободного йодид-аниона снижается, и комплекс крахмал-I₃^‒ не может более образовываться, цветовые изменения уменьшаются и электрохимический потенциал падает.

Наряду с описанным процессом А, протекает процесс B, который противодействует процессу А. Концентрация образующейся HIO₂ в процессе А инициирует процесс B. Когда концентрация иодид-аниона становится достаточно малой, HIO₂ более не захватывается ими и начинается радикальная реакция:

Процесс B:

IO₃^– + H⁺ + HIO₂ → 2IO₂· + H₂O

2IO₂· + 2H⁺ + 2Mn²⁺ → 2Mn³⁺ + 2HIO₂

2HIO₂ → HOI + IO₃^– + H⁺

Общий процесс B:

IO₃^– + 5H⁺ + 4Mn²⁺ → 4Mn³⁺ + HOI + 2H₂O

Автокаталитическое образование HIO₂ особенно интересно и решающее для всего процесса. Это приводит к экспоненциальному увеличению концентраций двух ионов Mn³⁺ и HIO. Становиться возможным протекание процесса C.

Процесс C:

5CH₂(COOH)₂ + IHC(COOH)₂ + 2Mn³⁺ + HOI + 7IO₃^– + 2H₂O → 2Mn²⁺ + 9I^– + 18CO₂ + 12H₂O

Mn²⁺ и, в частности, йодид-ионы превращаются в этом процессе. В результате концентрация свободного йода быстро возрастает. Это обеспечивает запуск процесса А. Происходит вновь образование комплекса крахмал-I₃^‒. Из-за этого происходит изменение цвета в синий, и электрохимический потенциал возрастает. Процесс C таким образом переключает между собой процессы A и В и вызывает наблюдаемые колебания цвета и потенциала. Процессы завершаются, когда происходит слишком большое снижение концентраций реагентов. В принципе, реакция может длительно находится в колебательном состоянии, при постоянном добавлении реагентов.