화학 시계는 무엇입니까?

화학 클록은 반응 화학 화합물이 반응물의 농도를 조정하여 비교적 정확하게 설정할 수있는 시간 지연 후 갑작스럽고 관찰 가능한 사건을 가져 오는 시나리오입니다.종종 이벤트는 색상의 변화로 표시되지만 가스 생산과 같은 다른 형태가 발생할 수 있습니다.경우에 따라, 변화는 주기적이며 주기적으로 둘 이상의 상태를 주기적으로 전환하는 솔루션이 포함되며, 일반적으로 다른 색상으로 표시됩니다. 가장 간단한 화학 시계 중 하나는 "요오드 시계"반응으로 알려져 있습니다.두 개의 무색 솔루션이 혼합되어 있으며 일시 중지 후 결과 솔루션은 갑자기 진한 파란색으로 변합니다.실험의 가장 일반적인 버전에서, 한 용액은 황산과 과산화수소의 희석 혼합물, 다른 용액은 요오드화 칼륨, 전분 및 나트륨 티오 설페이트의 혼합물을 함유한다.용액을 혼합 할 때, 원소 요오드는 요오드화 칼륨으로부터 방출되지만 요오드와 티오 설페이트 나트륨 사이의 더 빠른 반응은 그것을 무색 요오드화 이온으로 되돌립니다.모든 티오 설페이트가 사용되면 요오드는 전분과 반응하여 진한 청색 화합물을 생성 할 수 있습니다.일반적으로, 평형 지점에 도달 할 때까지 화학 반응은 한 방향으로 진행됩니다.그 후, 온도 변화와 같은 다른 요인의 개입 없이는 더 이상 변화가 발생하지 않습니다.진동 반응은 자발적으로 평형에서 멀어지고 반복적으로 돌아와서이 규칙을 무시하는 것처럼 보였기 때문에 처음에는 당황했습니다.실제로, 전반적인 반응은 평형을 향해 진행되고 그곳에 머무르지 만, 그 과정에서 하나 이상의 반응물 또는 중간 제품의 농도는 주기적으로 변한다.제품의 농도와 함께이 제품을 사용하는 제품 및 다른 반응은 어떤 반응이 발생하는지 결정합니다.농도가 낮 으면 첫 번째 반응이 발생하여 더 많은 제품을 만듭니다.그러나 제품의 농도가 증가하면 두 번째 반응이 발생하여 농도를 줄이고 첫 번째 반응이 발생합니다.이는 두 경쟁 반응이 생성물의 농도를 결정하여 어떤 반응이 일어날 지 결정하는주기를 초래합니다.여러 사이클 후, 혼합물은 평형에 도달하고 반응이 중단 될 것이다.

1921 년 윌리엄 C. 브레이 (William C. Bray)에 의해 첫 번째 순환 화학 클록 중 하나가 관찰되었다. 과산화수소와 요오드 레이트 염의 반응과 관련이있다.Bray와 그의 학생 Hermann Liebhafsky의 조사에 따르면 산소의 생산으로 요오드의 요오드 레이트를 요오드로 감소시키고 요오드 레이트로의 산화가 산소 생성 및 요오드 농도의 순환 피크와 함께 주기적으로 이루어 졌음을 보여 주었다.이것은 Bray-Liebhafsky 반응으로 알려지게되었습니다.진동하는 색상 변화에서.Belousov-Zhabotinsky 또는 BZ가 화학 혼합물의 얇은 층을 사용하여 반응을 수행하는 경우, 반응물의 농도에서 작은 국소 변동이 복잡한 나선형 및 동심원의 출현으로 이어지는 현저한 효과가 나타납니다.진행되는 화학 과정은 18 개의 뚜렷한 반응을 포함하여 매우 복잡합니다.1972. Briggs-Rauscher 반응은 주기적으로 솔루션을 특징으로합니다무색에서 밝은 갈색에서 진한 파란색으로 변경됩니다.조심스럽게 설정하면 진한 파란색으로 평형 상태로 정착하기 전에 10-15 사이클이있을 수 있습니다.수은 방울을 황산에 이리 크롬산 칼륨 용액에 첨가 한 다음, 철 네일을 수은에 가깝게 배치합니다.수은 I 황산염의 필름은 방울에 형성되어 표면 장력을 줄이고 철 네일을 퍼 뜨리고 촉구합니다.이런 일이 발생하면 손톱의 전자는 수은 I 설페이트를 수은으로 줄여 표면 장력을 회복하고 덩어리가 다시 수축되어 손톱과의 접촉을 잃게됩니다.프로세스는 여러 번 반복되어 주기적 형태의 변화를 초래합니다. 화학 클록 반응은 진행중인 연구의 영역입니다.특히 주기적 또는 진동 반응은 화학 동역학 및 자체 조직 시스템에 대한 연구에 큰 관심을 가지고 있습니다.이 유형의 반응이 생명의 기원에 관여했을 수 있다고 추측되었습니다.