Apa itu jam kimia?

Jam kimia adalah skenario di mana senyawa kimia yang bereaksi membawa peristiwa yang tiba -tiba dan dapat diamati setelah penundaan waktu yang dapat diatur relatif tepat dengan menyesuaikan konsentrasi reaktan.Seringkali peristiwa ini ditunjukkan oleh perubahan warna, tetapi mungkin mengambil bentuk lain, seperti produksi gas yang menyebabkan effervescence.Dalam beberapa kasus, perubahannya adalah siklus dan melibatkan solusi yang secara berkala beralih antara dua atau lebih status, biasanya ditunjukkan oleh warna yang berbeda.

Salah satu jam kimia paling sederhana dikenal sebagai reaksi "jam yodium".Dua solusi tidak berwarna dicampur dan setelah jeda, solusi yang dihasilkan tiba -tiba berubah menjadi biru tua.Dalam versi percobaan yang paling umum, satu larutan mengandung campuran encer asam sulfat dan hidrogen peroksida, dan yang lainnya campuran kalium iodida, pati dan natrium tiosulfat.Pada pencampuran solusi, unsur yodium dilepaskan dari kalium iodida, tetapi reaksi yang lebih cepat antara yodium dan natrium tiosulfat mengubahnya kembali menjadi ion iodida yang tidak berwarna.Ketika semua tiosulfat telah digunakan, yodium dapat bereaksi dengan pati untuk menghasilkan senyawa biru tua.

siklik, atau berosilasi, reaksi jam kimia sangat menarik.Biasanya, reaksi kimia berlangsung dalam satu arah sampai titik kesetimbangan tercapai.Setelah ini, tidak ada perubahan lebih lanjut yang akan terjadi tanpa intervensi beberapa faktor lain, seperti perubahan suhu.Reaksi berosilasi pada awalnya membingungkan karena mereka tampaknya menentang aturan ini dengan secara spontan menjauh dari keseimbangan dan kembali ke sana berulang kali.Pada kenyataannya, reaksi keseluruhan memang terus menuju keseimbangan dan tetap di sana, tetapi dalam prosesnya, konsentrasi satu atau lebih reaktan atau produk menengah bervariasi dengan cara siklus.

Dalam jam kimia berosilasi yang ideal, ada reaksi yang menciptakanProduk dan reaksi lain yang menggunakan produk ini, dengan konsentrasi produk menentukan reaksi mana yang terjadi.Ketika konsentrasi rendah, reaksi pertama terjadi, membuat lebih banyak produk.Namun, peningkatan konsentrasi produk, memicu reaksi kedua, mengurangi konsentrasi dan mendorong reaksi pertama terjadi.Ini menghasilkan siklus di mana dua reaksi yang bersaing menentukan konsentrasi suatu produk, yang pada gilirannya menentukan reaksi mana yang akan terjadi.Setelah sejumlah siklus, campuran akan mencapai keseimbangan dan reaksi akan berhenti.

Salah satu jam kimia siklik pertama diamati oleh William C. Bray pada tahun 1921. Ini melibatkan reaksi hidrogen peroksida dan garam iodat.Investigasi oleh Bray dan muridnya Hermann Liebhafsky menunjukkan bahwa pengurangan iodat menjadi yodium, dengan produksi oksigen, dan oksidasi yodium kembali menjadi iodat terjadi secara berkala dengan puncak siklik dalam produksi oksigen dan konsentrasi yodium.Ini kemudian dikenal sebagai reaksi Bray-Liebhafsky.

dan, yang dihasilkan secara berkala dandalam perubahan warna yang berosilasi.Jika reaksi Belousov-Zhabotinsky, atau BZ, dilakukan menggunakan lapisan tipis campuran kimia, efek yang luar biasa terlihat, dengan fluktuasi lokal kecil dalam konsentrasi reaktan yang mengarah pada munculnya pola kompleks spiral dan lingkaran konsentris.Proses kimia yang terjadi sangat kompleks, melibatkan sebanyak 18 reaksi berbeda. Instruktur sains Thomas S. Briggs dan Warren C. Rauscsher, menggunakan reaksi di atas sebagai dasar, menciptakan jam kimia berosilasi tiga warna yang menarik di dalam1972. Reaksi Briggs-Rauscher memiliki solusi yang secara berkalaPerubahan dari tidak berwarna menjadi coklat muda menjadi biru tua.Jika diatur dengan hati-hati, mungkin ada 10-15 siklus sebelum diselesaikan menjadi keseimbangan dalam warna biru tua.

Jam kimia yang tidak biasa yang melibatkan perubahan bentuk daripada warna adalah reaksi jantung berdetak merkuri.Setetes merkuri ditambahkan ke larutan kalium dikromat dalam asam sulfat, dan kuku besi kemudian ditempatkan dekat dengan merkuri.Sebuah film merkuri I sulfat terbentuk pada tetesan, mengurangi ketegangan permukaan dan menyebabkannya menyebar dan menyentuh kuku besi.Ketika ini terjadi, elektron dari kuku mengurangi merkuri I sulfat kembali ke merkuri, mengembalikan tegangan permukaan dan menyebabkan gumpalan berkontraksi lagi, kehilangan kontak dengan kuku.Prosesnya berulang berkali -kali, menghasilkan perubahan bentuk siklik.

Reaksi jam kimia adalah area penelitian yang sedang berlangsung.Reaksi siklik atau berosilasi khususnya sangat menarik dalam studi kinetika kimia dan sistem pengorganisasian diri.Telah berspekulasi bahwa reaksi jenis ini mungkin telah terlibat dalam asal -usul kehidupan.