Ano ang isang orasan ng kemikal?

Ang isang orasan ng kemikal ay isang senaryo kung saan ang reaksyon ng mga compound ng kemikal ay nagdadala ng isang biglaang, napapansin na kaganapan pagkatapos ng isang pagkaantala ng oras na maaaring itakda nang tumpak sa pamamagitan ng pag -aayos ng mga konsentrasyon ng mga reaksyon.Kadalasan ang kaganapan ay ipinahiwatig ng isang pagbabago sa kulay, ngunit maaaring tumagal ng ilang iba pang anyo, tulad ng paggawa ng gas na nagdudulot ng effervescence.Sa ilang mga kaso, ang pagbabago ay siklo at nagsasangkot ng isang solusyon na pana -panahong lumilipat sa pagitan ng dalawa o higit pang mga estado, na karaniwang ipinahiwatig ng iba't ibang kulay.

Ang isa sa pinakasimpleng mga orasan ng kemikal ay kilala bilang "iodine clock" reaksyon.Dalawang walang kulay na solusyon ang halo -halong at pagkatapos ng isang pag -pause, ang nagreresultang solusyon ay biglang nagiging madilim na asul.Sa pinakakaraniwang bersyon ng eksperimento, ang isang solusyon ay naglalaman ng isang dilute na pinaghalong sulfuric acid at hydrogen peroxide, at ang iba pang isang halo ng potassium iodide, starch at sodium thiosulfate.Sa paghahalo ng mga solusyon, ang elemental na iodine ay pinakawalan mula sa potassium iodide, ngunit isang mas mabilis na reaksyon sa pagitan ng iodine at sodium thiosulfate ay nagbalik ito sa mga walang kulay na iodide ion.Kapag ang lahat ng thiosulfate ay ginamit ang iodine ay maaaring umepekto sa almirol upang makabuo ng isang madilim na asul na tambalan.Karaniwan, ang isang reaksyon ng kemikal ay nagpapatuloy sa isang direksyon hanggang sa maabot ang isang punto ng balanse.Pagkatapos nito, walang karagdagang pagbabago ang magaganap nang walang interbensyon ng ilang iba pang kadahilanan, tulad ng pagbabago sa temperatura.Ang mga oscillating reaksyon ay una nang nakakagulat dahil tila nilalabanan nila ang panuntunang ito sa pamamagitan ng kusang paglayo mula sa balanse at paulit -ulit na bumalik.Sa katotohanan, ang pangkalahatang reaksyon ay nagpapatuloy patungo sa balanse at mananatili roon, ngunit sa proseso, ang konsentrasyon ng isa o higit pang mga reaksyon o mga intermediate na produkto ay nag -iiba sa isang paikot na paraan.Ang isang produkto at isa pang reaksyon na gumagamit ng produktong ito, na may konsentrasyon ng produkto na tumutukoy kung aling reaksyon ang nagaganap.Kapag ang konsentrasyon ay mababa, ang unang reaksyon ay nangyayari, na gumagawa ng higit pa sa produkto.Ang pagtaas ng konsentrasyon ng produkto, gayunpaman, nag -uudyok sa pangalawang reaksyon, binabawasan ang konsentrasyon at pag -uudyok sa unang reaksyon na maganap.Nagreresulta ito sa isang siklo kung saan ang dalawang nakikipagkumpitensya na reaksyon ay tumutukoy sa konsentrasyon ng isang produkto, na kung saan ay tumutukoy kung aling reaksyon ang magaganap.Matapos ang isang bilang ng mga siklo, ang halo ay maabot ang balanse at ang mga reaksyon ay titigil.

Ang isa sa mga unang cyclic na mga orasan ng kemikal ay sinusunod ni William C. Bray noong 1921. Kasangkot nito ang reaksyon ng hydrogen peroxide at isang iodate salt.Ang pagsisiyasat ni Bray at ang kanyang mag -aaral na si Hermann Liebhafsky ay nagpakita na ang pagbawas ng yodo sa yodo, na may paggawa ng oxygen, at ang oksihenasyon ng yodo pabalik sa yodo ay naganap sa isang pana -panahong paraan na may cyclic peaks sa paggawa ng oxygen at konsentrasyon ng yodo.Ito ay nakilala bilang reaksyon ng Bray-Liebhafsky.Sa mga pagbabago ng kulay ng oscillating.Kung ang Belousov-Zhabotinsky, o BZ, ang reaksyon ay isinasagawa gamit ang isang manipis na layer ng pinaghalong kemikal, nakikita ang isang kamangha-manghang epekto, na may maliit na lokal na pagbabagu-bago sa mga konsentrasyon ng mga reaksyon na humahantong sa paglitaw ng mga kumplikadong pattern ng mga spiral at concentric na mga bilog.Ang mga proseso ng kemikal na nagaganap ay napaka-kumplikado, na kinasasangkutan ng maraming 18 natatanging reaksyon.1972. Ang reaksyon ng Briggs-Rauscher ay nagtatampok ng isang solusyon na pana-panahonAng mga pagbabago mula sa walang kulay hanggang sa magaan na kayumanggi hanggang sa madilim na asul.Kung maingat na i-set up, maaaring mayroong 10-15 cycle bago ito mag-ayos sa balanse sa isang madilim na asul na kulay.Ang isang patak ng mercury ay idinagdag sa isang solusyon ng potassium dichromate sa sulfuric acid, at ang isang bakal na kuko ay pagkatapos ay inilalagay malapit sa mercury.Ang isang pelikula ng Mercury I sulfate ay bumubuo sa pagbagsak, binabawasan ang pag -igting sa ibabaw at nagiging sanhi ng pagkalat nito at hawakan ang kuko ng bakal.Kapag nangyari ito, ang mga electron mula sa kuko ay binabawasan ang mercury i sulfate pabalik sa mercury, pagpapanumbalik ng pag -igting sa ibabaw at nagiging sanhi ng pagkontrata muli ng blob, nawalan ng pakikipag -ugnay sa kuko.Ang proseso ay umuulit ng maraming beses, na nagreresulta sa isang siklo na pagbabago ng hugis.

Ang mga reaksyon ng orasan ng kemikal ay isang lugar ng patuloy na pananaliksik.Ang mga reaksyon ng cyclic o oscillating sa partikular ay may malaking interes sa pag-aaral ng mga kemikal na kinetics at mga sistema ng pag-aayos ng sarili.Naisip na ang mga reaksyon ng ganitong uri ay maaaring kasangkot sa pinagmulan ng buhay.