碘钟反应
碘鐘反應（Iodine clock reaction）是一種經典的秒錶反應實驗，其体现了化学动力学的原理。它于1886年被瑞士化學家汉斯·兰多尔特發現。[1]在碘钟反应中，两种（或三种）无色的液体被混合在一起，并在几秒钟后变成蓝色。此反应可以通过多种不同的途径实现。
过氧化氢型碘鐘
[编辑]向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。此时在体系中存在两个主要反应，离子方程式为：
H2O2(aq) + 3I−(aq) + 2H+ → I3− + 2H2O
I3−(aq) + 2S2O32−(aq) → 3I−(aq)+S4O62−(aq)
碘酸盐型碘钟
[编辑]向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（或先以較安定的焦亞硫酸鈉溶於水生成亞硫酸氫鈉）以及少量淀粉溶液[2]，此时体系中出现如下反应：
IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) → I− (aq) + 3HSO4−(aq)
然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应：
IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) → 3I2 + 3H2O (l)
接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原：
I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) → 2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)
过硫酸盐型碘钟
[编辑]通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。离子方程式如下：
2I−(aq) + S2O82−(aq) → I2 (aq) + 2SO42−(aq)
I2 (aq) + 2S2O32−(aq) → 2I−(aq) + S4O62−(aq)
氯酸盐型碘钟
[编辑]I3− → I− + I2
ClO3− + HIO + H+ → HIO2 + HClO2
ClO3− + HIO2 → IO3− + HClO2
參見
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ 參見：
- Landolt, H. Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1886, 19 (1): 1317–1365. doi:10.1002/cber.188601901293 （German）.
- Landolt, H. Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [Part 2] [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1887, 20 (1): 745–760. doi:10.1002/cber.188702001173 （German）.
- ^ Experiment 6: THE RATE LAWS OF AN IODINE CLOCK REACTION (PDF). [2018-04-30]. （原始内容 (PDF)存档于2018-05-17）.
- ^ André P. Oliveira and Roberto B. Faria. The chlorate-iodine clock reaction. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (51): 18022–18023. PMID 16366551. doi:10.1021/ja0570537.