화학 시계

Chemical clock
요오드 클럭 반응에서는 시간 지연 후에 색이 변한다.

화학 시계(또는 클럭 반응)는 검출 가능한 양의 [1]클럭 종의 존재로 인해 예측 가능한 유도 시간 후에 관찰 가능한 특성(변색 또는 착색)의 시작이 발생하는 반응 화합물의 복합 혼합물이다.시약 중 하나에 가시적인 색이 있는 경우 농도 임계값을 초과하면 재현 가능한 시간 경과 후 급격한 색상 변화가 발생할 수 있습니다.

종류들

클럭 반응은 3가지 또는 4가지 [2]유형으로 분류할 수 있습니다.

기판 강하 클럭 반응

가장 단순한 클럭 반응으로 다음 두 [2]가지 반응이 있습니다.

A → C(레이트1 k)
B + C → 제품(등급2 k, 고속)

기판(B)이 있으면 클럭종(C)이 제2반응으로 빠르게 소비된다.기판이 모두 소진되거나 고갈되어야만 종 C가 대량으로 축적되어 색이 변한다.이러한 클럭 반응의 예로는 란돌트 반응이라고도 하는 아황산염/요오드산염 반응 또는 요오드 클럭 반응이 있습니다.

때때로 시계 반응은 세 가지 연속된 반응에서 중간 종의 생성을 수반합니다.

P + Q → R
R + Q → C
P + C → 2R

Q가 초과하면 기판(P)이 고갈되면 C가 축적되어 색상의 변화가 생긴다.

자기촉매 구동 클럭 반응

반응의 기초는 속도2 k가 기판과 클럭종의 공존으로 이어지는 속도가 매우 느리다는 점을 제외하면 기판 감소 클럭 반응과 유사하므로 색상의 변화를 관찰하기 위해 기판을 고갈시킬 필요가 없다.이 클럭의 예는 펜타티온산염/[2][3]요오드산염 반응입니다.

의사 잠금 동작

이 카테고리의 반응은 시계 반응처럼 동작하지만 재현할 수 없고 예측할 수 없으며 제어가 어렵습니다.예를 들어 염소산염/티오황산염 및 요오드화물/[2]염소산염 반응이 있습니다.

클럭 리액션

이 반응은 교반 속도, 전체 부피 및 원자로 기하학적 변화로 인한 혼합물의 초기 불균일성으로 인해 각 주행에서 재현할 수 없다.통계적으로 의미 있는 방식으로 반응을 반복하면 재현 가능한 누적 확률 분포 곡선으로 이어집니다.이 클럭의 예는 요오드산/[4]아르센산 반응입니다.

하나의 반응은 상황에 따라 위의 여러 분류로 분류될 수 있다.예를 들어 요오드산-아르센산 반응은 기판침하 클럭 반응, 자기촉매 구동 클럭 반응 및 크레이지 클럭 반응일 수 있다.

예

한 가지 예는 요오드 클럭 반응으로, 요오드 종은 녹말이 있는 상태에서 산화환원 시약과 혼합된다.지연 후, 3요오드화물-전분 복합체의 형성에 의해 갑자기 짙은 파란색이 나타난다.

화학 시계에 추가 시약을 추가하여 화학 발진기를 만들 수 있습니다.예를 들어 브릭스-로셔 반응은 과염소산, 말론산 및 [5]황산망간을 첨가하여 요오드 클럭 반응에서 도출된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Wright, Stephen W. (2002-01-01). "Tick Tock, a Vitamin C Clock". Journal of Chemical Education. 79 (1): 40A. doi:10.1021/ed079p40.
  2. ^ a b c d Horváth, Attila K.; Nagypál, István (23 February 2015). "Classification of Clock Reactions". ChemPhysChem. 16 (3): 588–594. doi:10.1002/cphc.201402806. PMID 25425415.
  3. ^ Xu, L.; Horváth, A.K. (2014). "A Possible Candidate To Be Classified as an Autocatalysis-Driven Clock Reaction: Kinetics of the Pentathionate-Iodate Reaction". Journal of Physical Chemistry. 118 (32): 6171–6180. Bibcode:2014JPCA..118.6171X. doi:10.1021/jp5057573. PMID 25068832.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  4. ^ Valkai, L.; Csekő, G.; Horváth, A.K. (2015). "Initial inhomogeneity-induced crazy-clock behavior in the iodate-arsenous acid reaction in a buffered medium under stirred batch conditions". Phys Chem Chem Phys. 17 (34): 22187–22194. Bibcode:2015PCCP...1722187V. doi:10.1039/c5cp02572a. PMID 26239390.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  5. ^ Briggs, Thomas S.; Rauscher, Warren C. (1973-07-01). "An oscillating iodine clock". Journal of Chemical Education. 50 (7): 496. Bibcode:1973JChEd..50..496B. doi:10.1021/ed050p496. ISSN 0021-9584.