|
VIBRATIONAL REAKSIYALAR- oksidlanish-qaytarilish davriy reaksiyalar sinfi. Reaktsiya mexanizmi ushlab turuvchi mandal qurilmasiga o'xshaydi. Birinchi marta bunday reaksiyalarni 1951 yilda moskvalik kimyogari B.P.Belousov kashf etgan.
Tebranish reaksiyalari katalizator ishtirokida boradi (bu birinchi marta seriy ionlari ishtirokidagi reaksiya jarayonida aniqlangan) va odatda ikki bosqichdan iborat.
Bunday reaktsiyalarning paydo bo'lishi uchun zarur shartlar:
a) birinchi bosqich tezligi ikkinchi bosqich tezligidan sezilarli darajada oshishi kerak;
b) ikkinchi bosqichda birinchi bosqichning borishini inhibe qiluvchi birikma paydo bo'lishi kerak (u inhibitor deb ataladi).
Xuddi shunday reaksiyani seriy (III) tuzi (masalan, seriy sulfat), kaliy bromat KBrO 3 va bromomalon kislotasi H (O) C - CH (Br) - C (O) OH ning suvli eritmalarini aralashtirishda ham kuzatilishi mumkin. Reaksiya massasi sulfat kislota bilan kislotalanadi.
Birinchi bosqichda uch valentli seriy ioni (seriy tuzining dissotsiatsiyasi paytida paydo bo'lgan) bromat anioni tomonidan kamayadi (u kaliy bromat bilan ta'minlanadi). Bunda Ce(III) ioni Ce(IV) ga oksidlanadi, bu reaksiya eritmasi rangining o‘zgarishi bilan tashqaridan seziladi - suvli eritmadagi Ce(III) ionlari rangsiz, Ce(IV) ionlari. sariq rangda.
10Ce 3+ + 2BrO 3 – + 12H + = 10Ce 4+ + Br 2 + 6H 2 O (I)
Keyingi bosqichda hosil bo'lgan Ce (IV) ioni bromomalon kislotasi bilan reaksiyaga kirishib, uni oksidlaydi:
4Ce 4+ + HO(O)C – CH(Br) – C(O)OH + 2H 2 O =
4Ce 3+ + HC(O)OH + 2CO 2 + 5H + + Br - (II)
Bunda seriy yana Se (III) ioniga aylanadi va yana I reaksiyada ishtirok etishi mumkin. Bunda u tipik katalizator rolini o‘ynaydi, reaksiyada qatnashadi, lekin iste’mol qilinmaydi, shunga qaramay, reaksiya bo‘lmaydi. usiz davom eting. Reaksiya davomida kaliy bromat va bromomalon kislotasi iste'mol qilinadi, seriy faqat elektronlarni bir reagentdan ikkinchisiga o'tkazadi (boshlang'ich reagentlar qora rangda, reaktsiya mahsulotlari esa qizil rangda):
Bu reaksiyaning o`ziga xosligi shundaki, II bosqichda brom anioni Br – . U inhibe qiladi, ya'ni I bosqichni inhibe qiladi, lekin II bosqichga ta'sir qilmaydi. Natijada, reaksiya tizimida II bosqich mahsulotlari, birinchi navbatda Ce 3+ ionlari to'planadi. Ma'lum bir vaqtda, bu ionlarning ko'pi to'planganda, brom ionlari endi I bosqichni inhibe qila olmaydi va u yuqori tezlikda o'tadi. Se(IV) ionlari sistemada yana paydo bo'ladi va keyin sekin II bosqichda ishtirok etadi. Shunday qilib, brom ionlari birinchi bosqichning ma'lum bir nuqtaga qadar boshlanishiga to'sqinlik qiluvchi tetik rolini o'ynaydi. Tashqi tomondan shunday ko'rinadi (suvli eritmadagi Ce(III) ionlari rangsiz, Ce(IV) esa sariq): reaksiya massasi bir zumda sarg'ayadi, so'ngra asta-sekin rangsiz bo'ladi (4-rasm, №1 stakan). . Rang taxminan har bir yarim daqiqada o'zgaradi, vaqt oralig'i bir necha soat davomida o'zgarishsiz qoladi. Agar siz asta-sekin sarflanadigan reagentlarni qo'shsangiz, unda bunday "kimyoviy soat" juda uzoq vaqt ishlaydi. Harorat ko'tarilgach, tebranish reaktsiyasining vaqt davri qisqaradi.
Tebranish reaktsiyalarining boshqa misollari ham mavjud. Yuqorida tavsiflangan tizimda seriy ionlari temir ionlari bilan almashtirilishi mumkin. Buning uchun suvli eritmada qizil rangga bo'yalgan uchta fenantrolin molekulasi bo'lgan Fe (II) sulfat kompleksi ishlatiladi (bu kompleks temir miqdorini aniqlash uchun keng qo'llaniladi):
Oksidlanish natijasida paydo bo'ladigan shunga o'xshash Fe (III) kompleksi ko'k rangga bo'yalgan, reaktsiya jarayonida ko'k rang bir zumda qizil rangga aylanadi, u asta-sekin yana ko'k rangga aylanadi (4-rasm, №2 stakan). .
Agar biz bromomalon kislotasini limon [HOC(O)CH 2 ] 2 C(OH)C(O)OH bilan almashtirsak, katalitik miqdorda marganets tuzlari mavjud bo'lganda, rang har ikki daqiqada pulsatsiyalanadigan tizim paydo bo'ladi (2-rasm). 4, stakan № 3). Oksal-sirka kislotasi HOC(O)CH 2 C(O)C(O)OH seriy tuzlari bilan olti soniyali intervallarni hisoblaydi (shisha No4). Animatsiyalangan rasmdagi vaqt oraliqlari shartli ravishda ko'rsatilgan, eng uzun rang o'zgarishi oralig'i 3-sonli oynada, eng kichiki - 4-oynada.
Bunday reaktsiyalar kashf etilgandan ko'p o'tmay, bunday jarayonlar juda keng tarqalganligi aniqlandi. Natijada, tebranish jarayonlarining umumiy nazariyasi ishlab chiqildi, u ba'zi gaz fazali reaktsiyalarni (masalan, uglevodorodlarning oksidlanishi), uglerod oksidi, vodorod, ammiak, etilenning metal katalizatorlarida geterofazali oksidlanishi va bir qator polimerlanishlarni o'z ichiga oladi. jarayonlar. Tebranish reaktsiyalari ba'zi muhim biologik jarayonlarning borishini aniqlaydi: nerv impulslarining paydo bo'lishi va mushaklarning qisqarish mexanizmi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
