Колебательная реакция Белоусова - Жаботинского

[Vitamina]

ответы подобны вопросам  

1) в первом посте - вопросе и далее неоднократно) указала,что при 44" реакция шла великолепно, в термостате, с перемешиванием, при фиксированных объемах реагентов, с 45" - уже не шла

2) снова смотрите пост-вопрос: С 10 до 36 градусов все идеально соответствует  правилу Вант - Гоффа (то есть: при увеличении температуры скорость увеличивалась, количество циклов, соответственно тоже). А потом резкое увеличение скорости осцилляции и это до 44 градусов (циклы увеличивались не пропорционально закону).

Причина то в чем? почему при 45" не вижу ни я, ни спектрофотометр?

[Хоббит)]

...Так это же надо читать...

Если количество циклов по вашим утверждениям увеличивается. как и их частота, то должна уменьшаться амплитуда - реакция же не может идти вечно, когда-то же она иссякает. Короче - тут вы на вопрос не ответили.

[Toolinvent]

Помогите, пожалуйста, зашли в тупик...Провели исследования зависимости скорости протекания колебательной химической реакции Белоусова - Жаботинского от  температуры. С 10 до 36 градусов все идеально соответствует  правилу Вант - Гоффа. А потом резкое увеличение скорости осцилляции и это до 44 градусов.  После 44 градусов глазом изменений зафиксировать невозможно - колебания отсутствуют,раствор цвет не меняет совсем. Подскажите, пожалуйста, в связи с чем это происходит??? Реакция после 44 совсем не идет или идет настолько быстро, что мы ее визуально не наблюдаем? В чем причина ограничения течения реакции при такой температуре? Чем вызвано отсутствие колебаний? В реакции Бригса - Раушера все ясно - там идут  колебания до 41 градуса, а после начинается кристаллизация крахмала, а вот почему у реакции БЖ такие ограничения непонятно....

Теоретически можно проверить изменения цвета так: покупаем/одалживаем осциллографа одноканальный любой, подключаем к его входу фотодиод и настраиваем чтобы скажем до 100-300 герц видеть колебания яркости освещающей фотодиод. НИИ всегда имеет 1 или больше исправных осциллографа, подходящих вам и кто научит им работать, жизненный опыт.

Выбираем яркий узколучевой светодиод так, чтобы его цвет был прозрачен для одного цвета раствора и не прозрачен для второго. Например-если раствор меняет цвет зелёный-жёлтый, то можно попробовать синий светодиод-через зелёный раствор пройдёт, через жёлтый почти нет, реально светодиоды стоят по 10-40 рублей за штуку, купить/одолжить/выпросить знает где и как любой ближайший радиолюбитель, да и через интернет помогут легко. Запитываем светодиод чтобы светил и не перегорал.

Ставим светодиод и фотодиод напротив друг друга, включаем и добиваемся чтобы перекрывая не прозрачным предметом луч было наибольшее по размаху изменение сигнала на осциллографе -ловкость рук для поиска положения обоих.

Ставим светодиод и фотодиод в обхват сосуда с реакцией и в сосуд помещаем что-то такого же цвета и насыщенности, как и сама реакция в обеих положениях. Измеряем сигнал по отметке на экране осциллографа ставим метку легко смываемым фломастером. Если всё это получилось удобно - запускаем реакцию и смотрим колебания что нам надо, по мере ускорения от нагрева подстраиваем частоту горизонтальной (ось времени) развёртки. Как подстраивать - можно потренироваться до реакции вдвигая и выдвигая в луч вместо сосуда серую полупрозрачную плёнку примерно в ритме реакции.

Если при данном цвете светодиода реакция "не видна" -взять светодиод другого цвета и повторить подбор яркости на воздухе,видимости обеих цветов реакции и т.д.

В идеале - применять USB осциллографа, подключённый к ноутбука в режиме записи сигнала для последующего просмотра и анализа. Только подбор цвета светодиода, подбор марки фотодиода и их положения чтобы они были наиболее удобны для вашей задачи одинаков при любом осциллографе. Так же и поиск положения светодиода и фотодиода для ваших условий потребует умения точно работать руками.

Возможно, что вам потребуются дополнительные оптические элементы-линзы, зеркала, трубочки-бленды,поляризационные фильтры и т.п.

То что я предлагаю-по сути самодельный грубый спектрофотометр "на коленке продакшн", но его достоинство в том, что если сделать несколько одинаковых параллельных каналов, то можно будет проверить гипотезу о турбулентных ячейках, самоорганизующиеся при определённой температуре и даже проследить их динамику.

Цена usb осциллографа на 4канала менее 15 т.р., фотодиоды- в пределах 100 р/шт надо до 10-15 шт разных марок согласно геометрии сосуда и задачи, светидиоды-до 400руб за комплект всех известных цветов яркостью по 2-5 кандел каждый, блок питания светодиодов менее 2000руб. Под Windows программное обеспечение в комплекте с осциллографом или бесплатно на сайте изготовителя. Программы для фурье-анализа есть в свободном доступе и помогут определить ряд кинетических нюансов.

[Хоббит)]

Резкое (, как и простое) увеличение скорости осцилляций может говорить о резком сужении нижнего и верхнего "порогов" состояния системы.

Другой вариант : если амплитуда колебаний не меняется, значит могут меняться скорости разных фаз колебательного процесса. Т.е. изменение скорости реакции происходит только для той фазы, которая определяет период следования, но не влияет на некоторую другую фазу с более менее постоянной продолжительностью. Когда же первая фаза укорачивается настолько, что примерно сравнивается со второй или становится меньше, то колебания прекращаются и реакция идёт по другому механизму.

Кстати, именно по осциллографу хорошо можно видеть скорости протекания разных фаз от температуры. Может и спектрофотометр справится, если у него полоса пропускания частот позволяет.

[Toolinvent]

Резкое (, как и простое) увеличение скорости осцилляций может говорить о резком сужении нижнего и верхнего "порогов" состояния системы.

Другой вариант : если амплитуда колебаний не меняется, значит могут меняться скорости разных фаз колебательного процесса. Т.е. изменение скорости реакции происходит только для той фазы, которая определяет период следования, но не влияет на некоторую другую фазу с более менее постоянной продолжительностью. Когда же первая фаза укорачивается настолько, что примерно сравнивается со второй или становится меньше, то колебания прекращаются и реакция идёт по другому механизму.

Кстати, именно по осциллографу хорошо можно видеть скорости протекания разных фаз от температуры. Может и спектрофотометр справится, если у него полоса пропускания частот позволяет.

 

Спектрофотометр самодельный справится обязательно если глаз видит изменения цвета. Подобрать цветность светодиодов излучателей и направление хода лучей. Возможно подложить зеркало под реакционный сосуд и мерить через отражение. Есть масса других вариантов и я не слышал про аналогичные готовые приборы. Если только на заказ кто соберёт. Поэтому кратко описал Витамине как сделать этот приборприбор под её задачу. Она умничка-справится если надо изучить реакцию.

[Хоббит)]

Спектрофотометр самодельный справится обязательно если глаз видит изменения цвета. ...Если только на заказ кто соберёт. Поэтому кратко описал Витамине как сделать этот приборприбор под её задачу. Она умничка-справится если надо изучить реакцию.

Так что-то она и пропала, а зря!

Я согласен с вашей рекомендацией по осциллографу - только он позволяет оценить параметры всего процесса по времени и по амплитуде. Я подозреваю, что там меняются соотношения между разными стадиями колебания, вот оно и срывается - а без измерения по осциллографу это не увидеть никак !

Изменено 14 Января, 2018 в 16:34 пользователем Хоббит)