碘鐘反應

健康知識 9547 992 2016-10-08

碘鐘反應(Iodine clock reaction)是一種化學振蕩反應,其體現了化學動力學的原理。它于1886年被瑞士化學家Hans Heinrich Landolt發現。在碘鐘反應中,兩種(或三種)無色的液體被混合在一起,并在幾秒鐘后變成碘藍色。碘鐘反應可以通過不同的途徑實現。八秒一變化

基本信息

  • 中文名稱

    碘鐘反應

  • 外文名稱

    Iodine clock reaction

  • 發現者

    Hans Heinrich Landolt

  • 主要實驗試劑

    過氧化氫溶液nbsp;淀粉nbsp;碘酸鹽 硫酸

目錄
1相關介紹
2碘鐘實驗
3注意事項

相關介紹

過氧化氫型碘鐘

向硫酸酸化的過氧化氫溶液中加入碘酸鉀、硫代硫酸鈉和淀粉的混合溶液。此時在體系中存在兩個主要反應,化學方程式為:

H2O2(aq) 3I−(aq) 2H → I3− 2H2O

I3−(aq) 2S2O32−(aq) → 3I−(aq) S4O62−(aq)

碘酸鹽型碘鐘

向用硫酸酸化的碘酸鹽中加入亞硫酸氫鈉(以及少量淀粉溶液),此時體系中出現如下反應:

IO3− (aq) 3HSO3− (aq) → I− (aq) 3HSO4−(aq)

然后過量的碘酸根離子與碘離子發生歸中反應:

IO3− (aq) 5I− (aq) 6H (aq) → 3I2 3H2O (l)

接著亞硫酸氫鈉將生成的碘還原:

I2 (aq) HSO3− (aq) H2O (l) → 2I− (aq) HSO4−(aq) 2H (aq)

過硫酸鹽型碘鐘

通過過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨將碘離子氧化成碘單質。加入硫代硫酸鈉可以將碘單質還原回碘離子。化學方程式如下:

2I−(aq) S2O82−(aq) → I2 (aq) 2SO42−(aq)

I2 (aq) 2S2O32−(aq) → 2I−(aq) S4O62−(aq)

氯酸鹽型碘鐘

將盧戈氏碘液、氯酸鈉和高氯酸混合,化學方程式如下:

I3− → I− I2

ClO3− I− 2H → HIO HClO2

ClO3− HIO H → HIO2 HClO2

ClO3− HIO2 → IO3− HClO2[1]

碘鐘實驗

實驗藥品

29%過氧化氫溶液、丙二酸、硫酸錳、可溶性淀粉、碘酸鉀、1mol/L硫酸

實驗步驟

1、配置甲溶液:量取97mL29%的過氧化氫溶液,轉移入250mL容量瓶里,用蒸餾水稀釋到刻度,得3.6mol/L過氧化氫溶液。

2、配置乙溶液:分別稱取3.9g丙二酸和0.76g硫酸錳,分別溶于適量水中。另稱取0.075g可溶性淀粉,溶于50mL左右沸水中。把三者轉移入250mL容量瓶里,稀釋到刻度,得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸錳、和0.03%淀粉的混合溶液。

3、配置丙溶液:稱取10.75g碘酸鉀溶于適量熱水中,再加入20mL2mol/L硫酸溶液酸化。轉移入250mL容量瓶里,稀釋到刻度,得到0.2mol/L碘酸鉀和0.08mol/L硫酸的混合溶液。

4、將甲、乙、丙三組溶液以等體積混合在錐形瓶中,這混合溶液分別含過氧化氫1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸錳0.0067mol/L、碘酸鉀0.067mol/L、淀粉0.01%。混合后,反應液由無色變為藍紫色,幾秒后褪為無色,接著又稱琥珀色變逐漸加深,藍紫色又反復出現,幾秒后又消失,這樣周而復始地呈周期性變化。這種振蕩反應,又叫“碘鐘反應”。振蕩周期約為8秒,反復振蕩能持續10多分鐘。

注意事項

1、碘鐘反應速率與溫度有關;

2、丙溶液會隨室溫降低,碘酸鉀以晶體析出,微熱又溶解。甲溶液不宜放置太久,否則過氧化氫分解失效而導致實驗失敗;

3、不可隨意更改藥品用量。