Տատանվող քիմիական ռեակցիաների հայտնաբերում. Վիբրացիոն ռեակցիաներ Դպրոցում քիմիական ռեակցիաների տատանումների ուսումնասիրություն

Տատանողական ռեակցիաների էությունը. Վիբրացիոն ռեակցիաների մեխանիզմը և կինետիկան:

Բովանդակություն

1. ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. Հիմնական հասկացություններ…………………………………………………………………………………………………………
3. Պատմություն……………………………………………………………………………………… 5
4. Նշանակությունը և շրջանակը……………………………………………………
5. Ռեակցիաների մեխանիզմները………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
6. Տատանողական ռեակցիաների կինետիկա………………………………………………………………………………….
7. Փորձի կարգը………………………………………….15
8. Փորձարարական տվյալներ…………………………………………….18
9. Եզրակացություն………………………………………………………………………………………………………………
10. Մատենագիտություն…………..………………………………..…………24

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ
Վիբրացիոն ռեակցիաները անօրգանական քիմիայի ամենահետաքրքիր և գրավիչ ճյուղերից են։ Մեծ ուշադրություն գրավելով ոչ միայն քիմիկոսների, այլև ֆիզիկոսների, մաթեմատիկոսների, կենսաֆիզիկոսների և շատ ուրիշների վրա՝ դրանք ժամանակակից գիտության արդիական խնդիրն են: Հետևաբար, իմ աշխատանքում ես ուզում եմ ծանոթանալ տատանողական ռեակցիաների պատմությանը, դրանց գործնական կիրառմանը և երկու ամենահայտնի միատարր տատանողական ռեակցիաներին, ինչպես նաև հասկանալ դրանց մեխանիզմները և, փորձարկելով, ծանոթանալ տատանողական ռեակցիաներին։ պրակտիկա.

Տատանողական ռեակցիաների հիմնական հասկացությունները

• Վիբրացիոն ռեակցիաներ- ռեդոքս ռեակցիաների դաս, որը բնութագրվում է միջանկյալ նյութերի պարբերական տատանումներով և, որպես հետևանք, գույնի, ջերմաստիճանի, հոսքի արագության և այլնի տատանումներով։

1. կատալիտիկ
2. միատարր
3. Ֆերմենտների կողմից կատալիզացված ռեակցիաներ
4. Մետաղական իոններով կատալիզացված ռեակցիաներ
5. Հետերոգեն (ռեակցիաներ պինդ կատալիզատորների վրա)
6. Ոչ կատալիտիկ, թեև ավելի ճիշտ է դրանք անվանել ավտոկատալիտիկ (արոմատիկ միացությունների օքսիդացում բրոմատով)

• Ինդուկցիոն շրջանը ռեակցիայի կատալիզատորի առաջնային ձևավորման և կուտակման ժամանակն է:
• Տատանումների ժամանակաշրջան - ամենափոքր ժամանակահատվածը, որի համար տեղի է ունենում մեկ ամբողջական տատանում (այսինքն, համակարգը վերադառնում է նույն վիճակին, որում եղել է սկզբնական պահին, կամայականորեն ընտրված)

Ռեակցիայի մեխանիզմներ
Մինչ օրս ուսումնասիրվել են մի քանի տասնյակ միատարր և տարասեռ քիմիական ռեակցիաներ։ Նման բարդ ռեակցիաների կինետիկ մոդելների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել ձևակերպել մի շարք ընդհանուր պայմաններ, որոնք անհրաժեշտ են ռեակցիայի արագության կայուն տատանումների և միջանկյալ նյութերի կոնցենտրացիաների առաջացման համար.

1. Կայուն տատանումները շատ դեպքերում տեղի են ունենում բաց համակարգերում, որոնցում հնարավոր է մշտական ​​պահել մասնակից ռեակտիվների կոնցենտրացիաները:
2. Տատանողական ռեակցիան պետք է ներառի ավտոկատալիտիկ և հետադարձելի փուլեր, ինչպես նաև փուլեր, որոնք արգելակվում են ռեակցիայի արտադրանքի կողմից:
3. Ռեակցիայի մեխանիզմը պետք է ներառի առաջինից բարձր կարգով քայլեր:

3HOOC(OH)C(CH2COOH) 2 + BrO 3 - Ce(3+/4+), H+→ Br - + 3CO 2 + 3H 2 O
Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիան հայտնաբերված և ուսումնասիրված տատանողական ռեակցիաներից առաջինն է։ Այդ կապակցությամբ այն, թերեւս, կարելի է անվանել այս խմբի ամենաուսումնասիրված ռեակցիաներից մեկը։ Այս պահին, այս կամ այն ​​կերպ, հաստատվել է համակարգում տեղի ունեցող ութսուն միջանկյալ փուլերի (և կողմնակի ռեակցիաների) առկայությունը։
Ամենավաղ և ամենապարզ ռեակցիաների սխեմաներից մեկը սխեման էր, որը բաղկացած է երկու փուլից.

1. Եռավալենտ ցերիումի օքսիդացում բրոմատով

1. Եվ քառավալենտ ցերիումի նվազեցում կիտրոնաթթուով

1. BrO 3 - + Br - + 2H + ↔ HBrO 2 + HBrO
2. HBrO 2 + Br - + H + ↔ 2HBrO
3. HBrO + Br - + H + ↔ Br 2 + H 2 O
4. Br 2 + HOOC(OH)C(CH 2COOH) 2 → Br - + H + + HOOC(OH)C(CHBrCOOH)CH 2COOH
5. BrO 3 - + HBrO 2 + H + ↔ 2BrO 2: + H2O
6. BrO2. + Ce 3+ + H + → HBrO 2 + Ce 4+
7. 2HBrO 2 ↔ BrO 3 - + HBrO + H +
8. HBrO + HOOC(OH)C(CH 2COOH) 2 → H 2 O + HOOC(OH)C(CHBrCOOH)CH 2COOH
9. 18Ce 4+ + HOOC(OH)C(CH 2 COOH) 2 + 5H 2 O → 18Ce 3+ + 6CO 2 + 18H +

Այսպիսով, եկեք դիտարկենք Ce 3+ / Ce 4+ տատանումները այս համակարգում: Ենթադրենք, լուծույթում ունենք Ce 4+-ի փոքր, աստիճանաբար աճող քանակություն, ինչը նշանակում է, որ Br-ի կոնցենտրացիան նույնպես փոքր է և աճում է ռեակցիայի շնորհիվ (10): Հետևաբար, հենց որ Ce 4+-ի որոշակի կրիտիկական կոնցենտրացիան հասնի, Br-ի կոնցենտրացիան կտրուկ կբարձրանա, ինչը կհանգեցնի HBrO 2 փուլի (2) միացմանը, որն անհրաժեշտ է Ce 3+-ի կատալիտիկ օքսիդացման համար, փուլ: (5), (6). Սրանից հետևում է, որ Ce 4+-ի կուտակումը լուծույթում կդադարի և նրա կոնցենտրացիան կնվազի ըստ ռեակցիաների (9), (10)։ Br-ի բարձր կոնցենտրացիան կառաջացնի դրանց սպառման արագության ավելացում՝ ըստ ռեակցիաների (1) - (3): Այս դեպքում Br-ի կոնցենտրացիան որոշակի արժեքից ցածր նվազեցնելուց հետո այն գործնականում կդադարեցնի (2) և (3) ռեակցիաները՝ հանգեցնելով HBrO 2-ի կուտակմանը։ Որից հետևում է Ce 4+-ի կոնցենտրացիայի ավելացումը և մեր անցած ցիկլի կրկնությունը:

Բրիգս-Ռաուշերի արձագանքը.
IO 3 - + 2H 2 O 2 + H + + RH Mn(2+/3+)→ RI + 2O 2 + 3H 2 O
Որտեղ RH-ը մալոնաթթու է, իսկ RI-ն մալոնաթթվի յոդի ածանցյալն է:
Այս ռեակցիան հայտնաբերվել է 1973 թ. Ռեակցիայի էությունը մալոնաթթվի օքսիդացումն է յոդատ իոններով ջրածնի պերօքսիդի և կատալիզատորի (Mn 2+/3+ իոնների) առկայությամբ։ Երբ որպես ցուցիչ ավելացվում է օսլա, լուծույթի գույնի տատանումներ են նկատվում անգույնից մինչև դեղին, իսկ հետո՝ կապույտ՝ առաջացած յոդի կոնցենտրացիաների տատանումներից։ Բրիգս-Ռաուշերի ռեակցիայի մեխանիզմի ամբողջական ուսումնասիրությունը բարդ և դեռևս չլուծված, թերեւս, առաջին հերթին կինետիկ խնդիր է։ Ժամանակակից հասկացությունների համաձայն, այս ռեակցիայի մեխանիզմը ներառում է մինչև երեսուն փուլ: Միևնույն ժամանակ, տատանումների պատճառները հասկանալու համար բավական է դիտարկել ռեակցիայի պարզեցված մեխանիզմը, որը բաղկացած է ստորև ներկայացված տասնմեկ փուլերից.

1. IO 3 - + H 2 O 2 + H + → HIO 2 + O 2 + H 2 O
2. IO 3 - + HIO 2 + H + ↔ 2IO 2: + H2O
3. HIO 2 + H 2 O 2 → HIO + O 2 + H 2 O
4. IO2. + Mn 2+ + H 2 O ↔ HIO 2 + MnOH 2+
5. 2HIO + H 2 O 2 → 2I - + 4O 2 + 4H +
6. MnOH 2+ + I - + H + ↔ I. + Mn2+ + H2O
7. HIO + I - + H + ↔ I 2 + H2O
8. 2HIO 2 → IO 3 - + HIO + H +
9. RH↔ենոլ
10. HIO + enol → RI + H2O
11. I 2 + enol → RI + I - + H +

Վիբրացիոն ռեակցիաների կինետիկա

Փորձի կարգը
Բելոուսով-Ժաբոտինսկու արձագանքը.

Ռեակտիվներ՝ կիտրոնաթթու, կալիումի բրոմատ, ցերիում (III) սուլֆատ, ծծմբաթթու:
Սպասք՝ Չափիչ բալոն 50 մլ, ջերմակայուն բաժակներ 300 մլ և 100 մլ, ապակե ձող, սպաթուլա։
Սարքավորումներ. Անալիտիկ մնացորդներ, սալիկներ:
Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիան իրականացնելու համար անհրաժեշտ է պատրաստել հետևյալ լուծույթները և նմուշները.

1. Պատրաստել կիտրոնաթթվի լուծույթ և տաքացնել մինչև 50 o C։
2. Ավելացնել կալիումի բրոմատի և ցերիումի (III) սուլֆատի կշռված չափաբաժինները, խառնել ապակե ձողով։
3. Սալիկներից հանեք քսուքը:
4. Ավելացնել ծծմբաթթու:

Բրիգս-Ռաուշերի արձագանքը.
Անհրաժեշտ ռեակտիվներ, պարագաներ և սարքավորումներ.
Ռեակտիվներ՝ կալիումի յոդատ, ծծմբաթթու, մալոնաթթու, մանգան (II) սուլֆատ, օսլա, ջրածնի պերօքսիդ:
Սպասք՝ չափիչ բալոն 50 մլ, 2 բաժակ 500 մլ, 3 բաժակ 100 մլ, ապակե ձող, սպաթուլա։
Սարքավորումներ. Անալիտիկ հավասարակշռություն, մագնիսական խառնիչ, մագնիս:
Բրիգս-Ռաուշերի ռեակցիան իրականացնելու համար անհրաժեշտ է պատրաստել հետևյալ լուծումները.
Լուծում թիվ 1:

Լուծում # 2:

Լուծում թիվ 3

Փորձի կարգը.

1. Պատրաստել բոլոր անհրաժեշտ լուծումները։
2. 50 մլ թիվ 1 լուծույթը լցնել մագնիս պարունակող 500 մլ բաժակի մեջ և դնել մագնիսական հարիչի վրա։ Միացնել այն.
3. Առանձին չափում ենք 25 մլ թիվ 2 լուծույթը և 40 մլ թիվ 3 լուծույթը երկու այլ բաժակների մեջ։
4. Թիվ 1 լուծույթին միաժամանակ ավելացնել թիվ 2 և 3 լուծույթները։
5. Գրանցեք ինդուկցիոն շրջանը և տատանումների ժամանակաշրջանները:

Փորձարկում
Բելոուսով-Ժաբոտինսկու արձագանքը.
Ռեակցիան իրականացնելու համար պատրաստվել է կիտրոնաթթվի լուծույթ (20 գ 80 մլ ջրի դիմաց)։ Կիտրոնաթթվի ամբողջական լուծարման համար լուծույթը պետք է տաքացվեր էլեկտրական վառարանի վրա։ Այնուհետև պատրաստվել են կալիումի բրոմատի (8 գ) և ցերիումի սուլֆատի III (1,5 գ) կշռված մասերը և հաջորդաբար լցնել կիտրոնաթթվի լուծույթը: Ապակե ձողով խառնելուց հետո զգուշորեն ավելացրել են ծծմբաթթու՝ շարունակելով հարելը, որից հետո արձանագրվել են սպիտակ-դեղին գույնի տատանումներ։

Բրիգս-Ռաուշերի արձագանքը.
Ռեակցիայի համար պատրաստվել է երեք լուծույթ՝ կալիումի յոդատի սուլֆատի լուծույթ (c (KIO 3) \u003d 0,067 մոլ / լ; c (H 2 SO 4) \u003d 0,053 մոլ / լ) - 50 մլ, մալոնաթթվի օսլայի լուծույթ մանգանի սուլֆատի կատալիտիկ քանակի ավելացում երկու (c (MnSO 4) \u003d 0,0067 մոլ / լ; c (CH 2 (COOH) 2) \u003d 0,05 մոլ / լ; օսլա 0,1%) - 25 մլ և յոթ մոլար ջրածնի պերօքսիդի լուծույթ - 40 մլ: Թիվ 1 լուծույթը լցրել են բաժակի մեջ, որի մեջ գտնվում էր մագնիսը, 250 մլ. Գավաթը դրվեց մագնիսական հարիչի վրա, որը հետագայում միացվեց, և ինտենսիվ խառնումը միացրեցին այնպես, որ գույնի փոփոխությունը կտրուկ տեղի ունեցավ: Այնուհետև, առանց հարելը դադարեցնելու, միաժամանակ և արագ ավելացրին բաժակների պարունակությունը թիվ 2 և 3 լուծույթներով։ Վայրկենաչափը չափեց առաջին դեղին գույնի տեսքը՝ ինդուկցիոն շրջանը և կապույտ բծերի ի հայտ գալու սկիզբը՝ տատանումների շրջանը։

Ինդուկցիոն ժամանակահատվածը 2 վայրկյան է:

Եզրակացություն. Քանի որ ռեակցիան ընթանում է, նկատվում է տատանումների ժամանակաշրջանի աստիճանական աճ, ինչը հատկապես հստակ երևում է գրաֆիկում.

Եզրակացություն
Այս հոդվածում դիտարկվել են տատանողական ռեակցիաները և դրանց հատկությունները, մասնավորապես.

1. Ուսումնասիրվել է ժամանակակից աշխարհում տատանողական ռեակցիաների կիրառման ոլորտը
2. Ուսումնասիրվել է տատանողական ռեակցիաների պատմությունը
3. Վերլուծվում են երկու տատանողական ռեակցիաների մեխանիզմները՝ Բրիգս-Ռաուշեր

1. Բելոուսով-Ժաբոտինսկու ռեակցիայի մեխանիզմը հարմարեցված էր

1. Տատանողական ռեակցիաներին տեսողական ծանոթության համար իրականացվել է հսկիչ սինթեզ։

Օգտագործված գրականության ցանկ

1. Դ. Գարել, Օ. Գարել «Վիբրացիոն քիմիական ռեակցիաներ» անգլերենից թարգմանված Լ.Պ. Տիխոնովան. Հրատարակչություն «Միր» 1986 թ. Էջ 13-25, 92-112։
2. Ա.Մ. Ժաբոտինսկի «Համակենտրոնացման ինքնորոշման տատանումներ». Հրատարակչություն «Նաուկա» 1974 թ. Էջ 87-89 թթ
3. ԼԱՎ. Պերվուխին, Վիբրացիոն ռեակցիաներ. Գործիքակազմ»: Սանկտ Պետերբուրգի պետական ​​համալսարանի հրատարակչություն 1999 թ. Էջ 3-11։
4. Ս. Պ. ՄՈՒՇՏԱԿՈՎԱ «Վիբրացիոն ռեակցիաները քիմիայում» Սարատովի պետական ​​համալսարան Վ.Ի. Ն.Գ. Չերնիշևսկին
5. «Ֆենիլացետիլենի օքսիդատիվ կարբոնիլացման գործընթացում տատանողական ռեժիմի առաջացման պայմանների ուսումնասիրություն». Էջ 2-4.
6. Ի.Դ. Իկրամովը, Ս.Ա. Մուստաֆին. «ԲԵԼՈՈՒՍՈՎ-ԺԱԲՈՑԿԻ ՌԵԱԿՑԻԱՅԻ ՕՐԻՆԱԿՈՎ ԹՐԹԵԼՈՎ ՊԱՏԱՍԽԱՆՈՒԹՅԱՆ ՓՈԽԱՊԱՏՄՈՒԹՅԱՆ ՀԱՍՏՈՆԱԿԱՆՆԵՐԻ ՈՐՈՆՄԱՆ ԱԼԳՈՐԻԹՄ». Բաշկիրական քիմիական ամսագիր 2015 թ
7. Պեչենկին Ա.Ա. «Տատանողական քիմիական ռեակցիաների գաղափարական նշանակությունը».
8. Field R. J., Koros E., Noyes R. M., Oscillations in Chemical Systems II. Բրոմատ-ցերիում-մալոնաթթու համակարգում ջերմաստիճանի տատանումների մանրակրկիտ վերլուծություն, Ջ.Ամեր. Քիմ. Soc., 94, 8649-8664 (1972):
9. Noyes R. M., Field R. J., Koros E., J. Amer. Քիմ. Սոց., 94, 1394-1395 (1972):

	Դեպի բեռնել աշխատանքըազատ միանալ մեր խմբին հետ շփման մեջ. Պարզապես սեղմեք ստորև նշված կոճակը: Ի դեպ, մեր խմբում մենք անվճար օգնում ենք ակադեմիական աշխատանքներ գրելիս։ Բաժանորդագրությունը հաստատելուց մի քանի վայրկյան անց կհայտնվի հղում՝ աշխատանքը ներբեռնելը շարունակելու համար:

Համակենտրոնացման տատանումների ուսումնասիրությունները մինչև Բելոուսովի ռեակցիայի հայտնաբերումը

Պարզվեց, որ քիմիական թրթռումների մասին առաջին հրապարակումներից մեկը թվագրվում է 1828 թվականին։ Դրանում Տ. Ֆեխները շարադրել է էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի տատանումների ուսումնասիրության արդյունքները։ 1833 թվականին W. Herschel-ը հրապարակել է կատալիտիկ տարասեռ ռեակցիայի տատանումների նմանատիպ ուսումնասիրություն։ Առավել հետաքրքրականը Մ. Զարմանալի ոչինչ չկար հենց ֆոսֆորի փայլի փաստի մեջ, բայց այն, որ այս փայլը պարբերաբար կրկնվում էր ամեն յոթերորդ վայրկյանը, հետաքրքիր էր։ Ռոզենսկիոլդի հրապարակումը տալիս է լամպի թարթման մանրամասն ուսումնասիրություն: Քառասուն տարի անց «թարթող կոլբայի» հետ այս փորձերը շարունակվեցին ֆրանսիացի Մ. Ժուբերի կողմից (1874): Նրան հաջողվել է փորձանոթում դիտարկել «լուսավոր ամպերի» պարբերական գոյացումը։ Քսան տարի անց գերմանացի գիտնական Ա.Ցենտներշվերը նույնպես ուսումնասիրել է օդի ճնշման ազդեցությունը ֆոսֆորի պարբերական բռնկումների վրա։ Նրա փորձերում ֆլեշ շրջանը սկսվում էր 20 վայրկյանից: և նվազում է ճնշման նվազմամբ: Միևնույն ժամանակ, Անգլիայում քիմիկոսներ Տ. Թորփը և Ա. Տատտոնը փակ ապակե տարայի մեջ դիտել են ֆոսֆորի տրիօքսիդի օքսիդացման ռեակցիայի պարբերական բռնկումներ։

Քիմիական թրթռումների պատմության մեջ առանձնապես վառ էջը կապված է այսպես կոչված Liesegang օղակների հետ։ 1896թ.-ին գերմանացի քիմիկոս Ռ. Լիեզեգանգը հիացավ այս երևույթով և ուսումնասիրեց այն գրեթե կես դար։ Այն նաև գործնական կիրառություն գտավ։ Կիրառական արվեստում Լիեզեգանգի մատանիներն օգտագործվում էին հասպիսի, մալաքիտի, ագատի և այլնի նմանակմամբ տարբեր ապրանքներ զարդարելու համար։ Լիեզեգանգն ինքը առաջարկեց արհեստական ​​մարգարիտներ պատրաստելու տեխնոլոգիա։ Այնուամենայնիվ, Լիեզեգանգի հայտնագործությունը, որը մեծ հնչեղություն ունեցավ գիտական ​​քիմիական շրջանակներում, առաջինը չէր։ Իսկ նրանից առաջ ուսումնասիրվել են քիմիական ալիքները, և 1855 թվականին հրատարակվել է Ֆ.Ռունգեի գիրքը, որտեղ հավաքվել են նման փորձերի բազմաթիվ օրինակներ։

Նման օրինակների ցանկը կարելի է շարունակել։ Դրանցից հետո երկու փուլերի միջերեսում հայտնաբերվեցին տատանողական ռեակցիաներ: Դրանցից ամենահայտնին մետաղ-լուծույթի միջերեսի ռեակցիաներն են, որոնք ստացել են կոնկրետ անվանումներ՝ «երկաթե նյարդ» և «սնդիկ սիրտ»։ Դրանցից առաջինը` ազոտաթթվի մեջ երկաթի (մետաղալար) լուծարման ռեակցիան, ստացել է իր անունը հուզված նյարդի դինամիկայի արտաքին նմանության պատճառով, որը նկատել է Վ.Ֆ. Օստվալդը։ Երկրորդը, կամ ավելի շուտ դրա տարբերակներից մեկը, H 2 O 2-ի քայքայման ռեակցիան է մետաղական սնդիկի մակերեսի վրա: Ռեակցիայի ժամանակ տեղի է ունենում սնդիկի մակերեսի վրա օքսիդ թաղանթի պարբերական ձևավորում և տարրալուծում։ Սնդիկի մակերեսային լարվածության տատանումները առաջացնում են կաթիլների ռիթմիկ պուլսացիաներ, որոնք հիշեցնում են սրտի բաբախյունը։ Բայց այս բոլոր ռեակցիաները չեն գրավել քիմիկոսների ուշադրությունը, քանի որ քիմիական ռեակցիայի ընթացքի մասին պատկերացումները դեռևս բավականին անորոշ էին:

Միայն XIX դարի երկրորդ կեսին։ ի հայտ եկան թերմոդինամիկան և քիմիական կինետիկան, որոնք հիմք դրեցին տատանողական ռեակցիաների և դրանց վերլուծության մեթոդների նկատմամբ հատուկ հետաքրքրության։ Եվ միևնույն ժամանակ, հենց հավասարակշռության թերմոդինամիկայի զարգացումն էր, որ սկզբում արգելակ հանդիսացավ նման գործընթացների ուսումնասիրության համար։ Բանն, ըստ երեւույթին, «նախկին գիտելիքների իներցիայի» մեջ էր։ Ըստ պրոֆեսոր Շնոլի, «կրթված մարդը չէր կարող պատկերացնել մակրոսկոպիկ կարգը ահռելի քանակությամբ մոլեկուլների պատահական ջերմային շարժման մեջ. չի կարող լինել: Եվ իսկապես չի կարող Սա չի կարող մոտ լինել հավասարակշռության վիճակին, այլ միայն այն դիտարկվել է այդ տարիների թերմոդինամիկայով: Այնուամենայնիվ, ոչ հավասարակշռված քիմիական համակարգերի բարդ, ներառյալ տատանողական, ռեժիմների սահմանափակումներ չկան, երբ ռեակցիաները դեռ չեն ավարտվել, և ռեագենտների կոնցենտրացիաները չեն հասել հավասարակշռության մակարդակին: Բայց այս հանգամանքը վրիպեց քիմիկոսների ուշադրությունից... Անսովոր ինտելեկտուալ ջանք պահանջվեց՝ դուրս գալ «ամբողջական գիտելիքների երկաթե կապանքներից» և ուսումնասիրել: հավասարակշռությունից հեռու համակարգերի վարքագիծը:

Այնուամենայնիվ, արդեն 1910 թվականին իտալացի Ա.Լոտկան, դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգի վերլուծության հիման վրա, կանխատեսեց քիմիական համակարգերում տատանումների հնարավորությունը։ Այնուամենայնիվ, առաջին մաթեմատիկական մոդելները համապատասխանում էին միայն խոնավացած տատանումներին: Միայն 10 տարի անց Լոտկան առաջարկեց համակարգ երկու հաջորդական ավտոկատալիտիկ ռեակցիաներով, և այս մոդելում տատանումները արդեն կարող էին չխոնարհվել:

Այնուամենայնիվ, այստեղ ֆիզիկոսների և քիմիկոսների դիրքորոշումները տարբերվում էին: XX դարի ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի ամենավառ նվաճումներից մեկը։ - Թրթռումների տեսության ստեղծում. Այստեղ մեծ, համընդհանուր ճանաչված արժանիքները պատկանում են խորհրդային ֆիզիկոսներին։ 1928 թվականին ասպիրանտ Ա.Ա. Ապագա ակադեմիկոս Անդրոնովը ֆիզիկոսների համագումարում հանդես եկավ «Պուանկարեի սահմանային ցիկլերը և ինքնաթրթռումների տեսությունը» զեկույցով։

1930-ականների սկզբին ԽՍՀՄ ԳԱ Քիմիական ֆիզիկայի ինստիտուտում հայտնաբերվել են «սառը բոցերի» լյումինեսցենցիայի տատանումներ, որոնք նման են ֆոսֆորի գոլորշիների թրթռումային լուսարձակմանը, ինչը հետաքրքրել է հայտնի ֆիզիկոս Դ.Ա. Ֆրանկ-Կամենեցկին, ով բացատրեց այս տատանումները Լոտկայի կինետիկ մոդելի հիման վրա։ Իսկ 1947 թվականին նույն ինստիտուտում ատենախոսություն «Համասեռ քիմիական ռեակցիաների պարբերական առաջացման տեսության մասին» թեմայով գրված Ի.Է. Սալնիկովը Ֆրանկ-Կամենեցկու գիտական ​​ղեկավարությամբ։ Այս ատենախոսությունը պարունակում էր ընդարձակ տեղեկատվություն քիմիական թրթռումների ուսումնասիրության ավելի քան մեկ դար պատմության և դրանց տեսական ուսումնասիրության առաջին արդյունքների մասին՝ օգտագործելով ակադեմիկոս Անդրոնովի դպրոցի կողմից մշակված ոչ գծային թրթռումների տեսության մեթոդները: Բայց հետո նրա պաշտպանությունը չկայացավ։ Ըստ Վոլտերի, «Քիմիական ինքնա-տատանումների մասին Ֆրանկ-Կամենեցկու և Սալնիկովի աշխատությունները, որոնք ներկայացված են ատենախոսության մեջ, գրքում և մի շարք հոդվածներում, անշուշտ նորարարական էին այն ժամանակվա քիմիական գիտության համար: Բայց քչերն էին հասկանում այս նորամուծությունը: «Վիբրացիոն գաղափարախոսությունը» (Անդրոնովի տերմինը) խորթ էր քիմիական գիտության և պրակտիկայի ոչ տատանողական առօրյային, և դա կարող է բացատրել այն փաստը, որ Ֆրանկ-Կամենեցկու և Սալնիկովի աշխատանքները 1940-ականներին ընդունվեցին թշնամաբար, և երբ երկրորդ հայտնագործությունը. տեղի են ունեցել քիմիական թրթռումներ, ոչ ոք չի հիշում դրանք: Առեղծված է մնում, թե արդյոք Բելոուսովը պատկերացում ուներ այս աշխատանքների մասին։ Համենայնդեպս, նրա երկու թղթերում չեն մեջբերում իր նախորդների աշխատանքը։

Օգտագործված նյութեր.
him.1september.ru, Wikipedia, Nature ամսագիր, scholarpedia.org, hopf.chem.brandeis.edu, online.redwoods.cc.ca.us, vivovoco.rsl.ru:

Դեդենև Յուրի

Այս աշխատանքը սկսելու պատճառ է դարձել Չեռնիշևսկու անվան Սարատովի պետական ​​համալսարանի Ս.Պ. Մուշտակովի «Վիբրացիոն ռեակցիաները քիմիայում» հոդվածը, որը տպագրվել է 1997թ.-ի Սորոսի կրթական ամսագրում (Soros Educational Jornal) No 7-ում։ Դպրոցական քիմիայի դասընթացում նույնիսկ խոսք չկա այս տեսակի ռեակցիայի առկայության մասին, դրանք կոչվում են նաև Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիաներ։ Այս աշխատանքի նպատակն է առավելագույնի հասցնել ուսանողների ուշադրությունը քիմիայի առարկայի նկատմամբ, այսինքն՝ ոչ միայն քիմիայի հանդեպ հակված նեգգետների որոնում, այլ նաև փորձ՝ արթնացնել աշակերտների թաքնված կարողությունները, որոնք մինչ այժմ բացահայտորեն չեն դրսևորվել: Հետաքրքրել նրանց, սեր սերմանել քիմիայի հանդեպ՝ որպես մեր ժամանակի ամենահետաքրքիր և գեղեցիկ գիտություններից մեկի, որը թաքցնում է չուսումնասիրված նյութի հսկայական ներուժը, նոր, բայց անհայտ նյութեր ստեղծելու կարողությունը: Վստահաբար կարող ենք ասել, որ Կազանի քիմիկոսների դպրոցն ամենաուժեղներից մեկն է Ռուսաստանում, և, հետևաբար, մենք կցանկանայինք, որ այն համալրվեր երիտասարդ, եռանդուն և եռանդուն մարդկանցով, ովքեր կարող էին սեր սերմանել քիմիայի հանդեպ ուրիշների մեջ:

Բեռնել:

Նախադիտում:

ՌՈՒՍԱԿԱՆ ՈՒՍԱՆՈՂՆԵՐԻ ԲԱՑ ՀԱՄԱԺՈՂՈՎ

«ԵՐԻՏԱՍԱՐԴ, ԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆ, ՄՇԱԿՈՒՅԹ»

ՔԻՄԻԱ բաժին

ՎԻԲՐԱՑԻՈՆ ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՌԵԱԿՑԻՆԵՐԻ ՈՒՍՈՒՄՆԱՍԻՐՈՒԹՅՈՒՆ

Դեդենև Յուրի

№105 միջնակարգ դպրոց, 11-րդ դասարան, Կազան

Գիտական ​​խորհրդատու.

Մինուլին Ռ.Ռ., II որակավորման կարգի ուսուցիչ

Օբնինսկ 2005 թ

Նշաններ և հապավումներ էջ 3

Ներածություն էջ 4

Գլուխ 1. Գործընթացների առաջացման պատմությունը և հեռանկարները էջ 5

1.1. Տատանողական պրոցեսների հայտնաբերման պատմություն էջ 5

1.2. Գործընթացների հետազոտության ժամանակակից պատմություն էջ 5

1.3. Հնարավոր գործընթացների կիրառումներ էջ 6

Գլուխ 2. Ռեակցիայի հնարավորության տեսական կանխատեսում էջ 7

2.1. Ռեակցիայի հիմնական բաղադրիչների հատկությունները էջ 7

2.2. Առաջին մաթեմատիկական մոդելները. Սկուտեղի համակարգեր էջ 7

Գլուխ 3. Փորձարարական մաս էջ 9

3.1. Կալիումի բրոմատի (կալիումբրոմատի) սինթեզ էջ 10

4+ էջ 10

3.3. Տատանողական ռեակցիայի պատրաստում և անցկացում էջ 11

Գլուխ 4. Եզրակացություն էջ 14

Գրականություն էջ 18

Հավելված էջ 19

Նկար 1 էջ 19

Նկար 2 էջ 20

Կոնվենցիաներ

1. Բ.Զ. - Բելոուսով - Ժաբոտինսկի

2. LK - Կիտրոնաթթու

3. MK - Malonic թթու

4. BMA - Բրոմատմալոնաթթու

5. տես - տես

6. նկ. - նկար

7.max - առավելագույնը

8. րոպե - նվազագույն

Ներածություն

Այս աշխատանքը սկսելու պատճառ է դարձել Չեռնիշևսկու անվան Սարատովի պետական ​​համալսարանի Ս.Պ. Մուշտակովի «Վիբրացիոն ռեակցիաները քիմիայում» հոդվածը, որը տպագրվել է 1997թ.-ի Սորոսի կրթական ամսագրում (Soros Educational Jornal) No 7-ում։ Դպրոցական քիմիայի դասընթացում նույնիսկ խոսք չկա այս տեսակի ռեակցիայի առկայության մասին, դրանք կոչվում են նաև Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիաներ։

Այս աշխատանքի նպատակն է առավելագույնի հասցնել ուսանողների ուշադրությունը քիմիայի առարկայի նկատմամբ, այսինքն՝ ոչ միայն քիմիայի հանդեպ հակված նեգգետների որոնում, այլ նաև փորձ՝ արթնացնել աշակերտների թաքնված կարողությունները, որոնք մինչ այժմ բացահայտորեն չեն դրսևորվել: Հետաքրքրել նրանց, սեր սերմանել քիմիայի նկատմամբ՝ որպես մեր ժամանակի ամենահետաքրքիր և գեղեցիկ գիտություններից մեկի, որը թաքցնում է չուսումնասիրված նյութի հսկայական ներուժը, նոր, բայց անհայտ նյութեր ստեղծելու կարողությունը: Վստահաբար կարող ենք ասել, որ Կազանի քիմիկոսների դպրոցը ամենաուժեղներից մեկն է Ռուսաստանում, և, հետևաբար, մենք կցանկանայինք, որ այն համալրվեր երիտասարդ, եռանդուն և եռանդուն մարդկանցով, ովքեր կարող էին սեր սերմանել քիմիայի նկատմամբ ուրիշների մեջ: Այսպիսով, մենք մեր առաջ դրել ենք հետևյալ խնդիրները.

1. Հակիրճ նախապատմեք տատանումների ռեակցիաների հայտնաբերմանը

2. Տրե՛ք տատանումների ռեակցիաների մեխանիզմների տեսական հիմնավորումը:

3. Կատարել սինթեզներ՝ հասանելի քիմիական ռեակտիվներից անհրաժեշտ բաղադրիչները ստանալու համար

4. Իրականացնել տատանումների ռեակցիան

Գլուխ 1. Արտաքին տեսքի պատմություն և հնարավոր հեռանկարներ

1.1 Տատանողական պրոցեսների հայտնաբերման պատմություն

Առաջին անգամ տատանողական քիմիական ռեակցիա, որն արտահայտվում է ֆոսֆորի գոլորշիների օքսիդացման ժամանակ պարբերական բռնկումների տեսքով, նկատվել է Ռոբերտ Բոյլի կողմից 17-րդ դարի վերջին։ Այս կրկնվող բռնկումներն այնուհետև բազմիցս նկարագրվել են բազմաթիվ հետազոտողների կողմից: 19-րդ դարում հայտնաբերվեցին նաև այլ տատանողական ռեակցիաներ։ Այնուամենայնիվ, դրանք մեծ ուշադրություն չգրավեցին, քանի որ քիմիական կինետիկան որպես գիտություն դեռ գոյություն չուներ։ Միայն թերմոդինամիկայի և քիմիական կինետիկայի առաջացումը հիմք դրեց տատանողական ռեակցիաների և դրանց վերլուծության մեթոդների նկատմամբ հատուկ հետաքրքրության համար: Քիմիական համակարգերում տատանումների հնարավորության կանխատեսումները կատարվել են 1910 թվականից՝ Ա.Լոտկայի մաթեմատիկական մոդելների հիման վրա։ 1921 թվականին Վ. Բրեյը հրապարակեց հոդված, որտեղ բավական մանրամասն նկարագրված է առաջին տատանողական հեղուկ փուլային ռեակցիան։ Բրեյը հասկացավ իր հայտնագործության և Լոտկայի կանխատեսման կապը։ Սակայն նրա աշխատանքը շուրջ 40 տարի հետաքրքրություն չի առաջացրել։ Նման անտարբերության պատճառներից մեկը բարդ քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմների ուսումնասիրման մեթոդների մշակման բավականին ցածր մակարդակն է։ Մեկ այլ պատճառ էլ տարածված համոզմունքն էր, որ թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը արգելում է նման տատանումները նույնիսկ հավասարակշռությունից հեռու: Իրականում, քիմիկոսների մեծ մասը կարծում էր, որ փակ միատարր համակարգերում կոնցենտրացիայի տատանումները անհնար են, այլ կերպ ասած՝ զուտ քիմիական տատանումներ չկան։

1.2 Տատանողական գործընթացների հետազոտության ժամանակակից պատմություն

Հեղուկ փուլում տատանվող քիմիական ռեակցիաների ուսումնասիրությունները սկսվել են 1951 թվականին, երբ Բ.Պ. Բելոուսովը հայտնաբերել է ցերիումի օքսիդացված և վերականգնող ձևերի կոնցենտրացիաների տատանումներ՝ կիտրոնաթթվի բրոմատի հետ փոխազդեցության ռեակցիայի մեջ։ Լուծույթը կանոնավոր կերպով փոխվում էր անգույնից դեղինի (CeIV-ի պատճառով), այնուհետև՝ անգույնի (CeIII) և այլն։ Բելոուսովն իրականացրել է այս ռեակցիայի բավականին մանրամասն ուսումնասիրություն և, մասնավորապես, ցույց է տվել, որ տատանումների շրջանը մեծապես նվազում է միջավայրի թթվայնության և ջերմաստիճանի բարձրացմամբ: Ռեակցիան հարմար էր լաբորատոր հետազոտությունների համար։ Տատանումները կարելի էր հեշտությամբ դիտարկել տեսողականորեն, և դրանց ժամանակաշրջանը տատանվում էր 10–100 վ-ի սահմաններում՝ համընկնում է մարդու դիտորդի բնական ժամանակային սանդղակի հետ։

1961-ի վերջին աշխատությունը Բ.Պ. Բելոուսովին շարունակեց Ա.Մ. Ժաբոտինսկին, ով ստացել է տատանումներ ոչ միայն կիտրոնային, այլև մալոնիկ, ինչպես նաև խնձորաթթուներ որպես վերականգնող նյութ օգտագործելիս Բելոուսովի ռեակցիայում։ Ա.Մ. Ժաբոտինսկին մանրակրկիտ ուսումնասիրություններ է կատարել մալոնաթթվով համակարգում տատանումների մասին, որը պարզվել է, որ ավելի հարմար վերականգնող նյութ է, քանի որ ռեակցիան չի բարդացել գազի էվոլյուցիայի պատճառով: Այս զարմանահրաշ ռեակցիայի մասին լուրը շրջեց ամբողջ աշխարհը, և մի քանի լաբորատորիաներում (ԽՍՀՄ-ում, ԱՄՆ-ում և Արևմտյան Եվրոպայում) սկսեցին ինտենսիվ ուսումնասիրել BZ ռեակցիան։ Վիբրացիոն ռեակցիաները վերջապես մտան քիմիայի լաբորատորիա:

1.3 Տատանողական պրոցեսների կիրառման հնարավոր հեռանկարները

Դիտարկենք տատանողական քիմիական գործընթացների հնարավոր կիրառման հեռանկարները։ Նման ռեժիմների տարբերակիչ առանձնահատկությունը, որը նշել է Պուանկարը 19-րդ դարի վերջում, նրանց բարձր զգայունությունն է ամենաչնչին արտաքին խանգարումների նկատմամբ։ Այս ոլորտում հետազոտությունների անցկացումը մեծ հեռանկարներ է բացում նյութերի հետքաքանակների վերլուծության սկզբունքորեն նոր մեթոդների ստեղծման համար:

Տարբեր միկրոկեղտաջրերի (և թույլ արտաքին ազդեցությունների) վերլուծական որոշման քանակական հիմքը կարող է լինել տատանումների հաճախականության (ժամանակաշրջանի) կախվածությունը ռեակտիվների կամ կատալիզատորի կոնցենտրացիայից: Քանի որ տատանումների հաճախականության չափումը ամենապարզ և ճշգրիտ կատարվող գործողություններից մեկն է, ինքնա-տատանվող քիմիական ռեակցիաները կարող են օգտագործվել վերլուծական նպատակներով:

Երկու տարածական հեռավոր կենտրոններից տարածվող տատանումների փոխազդեցության մանրամասն ուսումնասիրությունը օգնեց հասկանալ սրտի մկաններում առաջացող առիթմիաների տարբեր տեսակները: Ներկայումս տատանողական ռեակցիաների կինետիկան գիտելիքի արագ զարգացող ճյուղ է, որն առաջացել է քիմիայի, կենսաբանության, բժշկության, ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի խաչմերուկում։ Ներկայումս ցույց է տրված, որ քաոսային ռեժիմներ են նկատվում կենսաբանության շատ ոլորտներում (կենսաքիմիայի, կենսաֆիզիկայի, կենսառիթմերի ուսումնասիրության, բնակչության դինամիկայի, օրգանիզմների միգրացիայի և այլն), էկոլոգիայի և, ամենալայն իմաստով. Այս հայեցակարգի որոշ սոցիալական գործընթացներ (բնակչության փոփոխություն, տնտեսական զարգացում): Շատ դեպքերում, համեմատաբար պարզ դինամիկ քիմիական համակարգերը նախնական և միջանկյալ քիմիական նյութերի խիստ վերահսկվող կոնցենտրացիայի փոփոխություններով կարող են լինել շատ հարմար ֆունկցիոնալ մոդելներ գիտելիքի այլ ոլորտներում (երկրի և այլ մոլորակների գիտություն, պինդ վիճակի ֆիզիկա, միջուկային) քաոսային գործընթացների ուսումնասիրության համար։ ֆիզիկա և տարրական մասնիկների ֆիզիկա), ինժեներական մեխանիկա և այլն):

Գլուխ 2 Տատանումների ռեակցիաների տեսական կանխատեսում

2.1. Ռեակցիայի հիմնական բաղադրիչների հատկությունները.

Նվազեցնող նյութը պետք է հեշտությամբ օքսիդացվի կատալիզատորի օքսիդացված ձևով և չպետք է ուղղակիորեն արձագանքի բրոմատի հետ: Բացի այդ, անհրաժեշտ է, որ վերականգնող նյութը հեշտությամբ բրոմացվի, իսկ բրոմ ածանցյալները բավականին հեշտությամբ քայքայվեն՝ ազատելով Br. Այս պահանջները բավարարում են ակտիվ մեթիլենային խումբ ունեցող նյութերը: MK, BMK, LA ներգրավված ռեակցիաները որակապես նման են:

Որպես կատալիզատոր կարող են օգտագործվել նյութեր (հիմնականում փոփոխական վալենտության իոններ), որոնք մոտ են ցերիումի իոններին, ինչպես ռեդոքսային պոտենցիալով, այնպես էլ օքսիդացման և վերականգնողական ռեակցիաների կինետիկայով:

Հալոգեն-թթվածին միացությունների օքսիդացման ռեակցիաներն ունեն նմանատիպ կինետիկա։ Հետևաբար, բնական է ենթադրել, որ քլորատը և յոդատը կարող են փոխարինել բրոմատին: Այնուամենայնիվ, քլորատը և յոդատը չեն կարող փոխարինել բրոմատին՝ որպես օքսիդացնող նյութ: Այս միացությունների ռեդոքսային պոտենցիալները տարբեր վերականգնող նյութերի (օրինակ՝ հալոգենիդների) ռեակցիաներում մոտ են։ Այնուամենայնիվ, վերը նշված կատալիզատորների օքսիդացման ռեակցիաների արագությունը յոդատով և քլորատով շատ ավելի ցածր է, քան բրոմատի հետ օքսիդացման արագությունը: Հետևաբար, բրոմատը մնում է ռեակցիաների այս դասի միակ օքսիդացնող նյութը։

2.2. Տատանվող քիմիական ռեակցիաների առաջին մաթեմատիկական մոդելները

Սկուտեղի համակարգեր

Կոնցենտրացիայի տատանողական համակարգերի մաթեմատիկական մոդելավորումը սկսվել է Լոտկայի աշխատությամբ (1910 թ.), որը դիտարկել է համակարգը.

A X Y. 1.1

Գոյություն ունի A ջրամբարը, A-ի գծային փոխակերպումը X-ի, X-ի ավտոկատալիտիկ փոխակերպումը Y-ի և Y-ի գծային քայքայումը: Այս մոդելը կիրառվել է Լոտկայի կողմից և՛ քիմիական, և՛ էկոլոգիական համակարգերը նկարագրելու համար: Լոտկան համարվում էր բաց համակարգ, այսինքն.-ից Հենց սկզբից նա անտեսել է Ա-ի սպառումը և հաշվի չի առել Y-ի վերափոխման վերջնական արտադրանքները։ Բացի այդ, նա ինքնակատալիզը բնութագրել է որպես տարրական ռեակցիա։ Այս ենթադրությունները հանգեցնում են հավասարումների հետևյալ համակարգի.

x = k 0 A - k 1 xy, y = k 2 xy - k 3 y:

Ամենապարզ դեպքում կ 2 = k 1: Անդամներ k 0 A և k 3 y կարող է նկարագրել ինչպես քիմիական ռեակցիաները, այնպես էլ գծային փոխադրման գործընթացները բաց համակարգում:

Հետևյալ մոդելը, որն ուսումնասիրել է Լոտկան (1920), իսկ ավելի ուշ՝ անկախ Վոլտերը (Volterra, 1931), պարունակում է երկու հաջորդական ավտոկատալիտիկ ռեակցիա (այս մոդելը էկոլոգիայում լայնորեն հայտնի է որպես «որս-որս» մոդել։ Օրինակ՝ A-ն հատուկ է։ խոտի քանակությունը, որի պաշարը համարվում է անսպառ, X-ը խոտակեր կենդանիների բնակչության խտությունն է, Y-ը մսակերների պոպուլյացիայի խտությունն է):

A X Y. 1.2

Ենթադրելով նույնը սխեմայի համար (1.2), ինչպես սխեմայի համար (1.1), Լոտկան և Վոլտերը ստացան հետևյալ հավասարումների համակարգը.

x \u003d k 1 Ax - k 2 xy, y \u003d k 3 xy - k 4 y:

Նշենք, որ այս գործընթացների մաթեմատիկական նկարագրությունը բավականին բարդ է ստացվել։ Պատահական չէ, որ տատանողական ռեակցիաների վերաբերյալ տեսական աշխատությունները շարունակում են տպագրվել մինչ օրս, թեև համապատասխան մաթեմատիկական ապարատը մշակվել է դեռևս XIX դարի վերջին։ Մաթեմատիկական մոդելավորումը հանգեցրեց անսպասելի արդյունքների: Պարզվեց, որ ամենապարզ քիմիական սխեմաներից մեկը, որը նկարագրում է տատանումները երկու հաջորդական ավտոկատալիտիկ ռեակցիաների համակարգում, մաթեմատիկորեն նույնական է այն հավասարումների հետ, որոնք Վոլտերն օգտագործում էր 1930-ականների սկզբին էկոլոգիական գործընթացները նկարագրելու համար:

Որպես օրինակ՝ օգտագործենք երկու փոխազդող համակարգեր, որոնցից մեկը մյուսից վերցնում է էներգիան, նյութը կամ զարգացման համար անհրաժեշտ այլ բաղադրիչները (քիմիական անալոգը տատանողական ռեակցիա է)։ Այս խնդիրը կոչվում է գիշատիչ-որսի խնդիր։ Պարզության համար եկեք պատկերացնենք, որ գայլերն ու նապաստակները ապրում են ինչ-որ սահմանափակ միջավայրում: Այս էկոլոգիական համակարգում աճում է խոտը, որը սնվում է նապաստակներով, որոնք իրենց հերթին կեր են գայլերի համար:Ինչպես գիտեք, եթե ունեք կենդանի արարածներ, ապա բարենպաստ պայմաններում նրանց բնակչությունը անորոշ ժամանակով կավելանա: Փաստորեն, արտաքին գործոնները, ինչպիսիք են էներգիայի կամ սննդի պակասը, սահմանափակում են աճի այս գործընթացը: Ինչպե՞ս է դա տեղի ունենում գայլերի և նապաստակների օրինակով:

Պատկերացրեք, որ մինչև որոշակի պահի երկու ենթահամակարգերի, այսինքն՝ գայլերի և նապաստակների պոպուլյացիաների փոխազդեցությունը հավասարակշռված էր. նապաստակները (հաշվի առնելով դրանց բնական համալրումը) բավական էին որոշակի քանակությամբ գայլեր կերակրելու համար։ Այնուհետև ժամանակի հաշվարկի զրո համարված պահին որոշ տատանումների պատճառով նապաստակների թիվն ավելացավ։ Սա մեծացրեց գայլերի սննդի քանակը և, հետևաբար, նրանց թիվը: Գայլերի քանակի տատանում է եղել. Ավելին, գայլերի և նապաստակների թիվը ժամանակի ընթացքում պարբերաբար կփոխվի որոշակի միջին (հավասարակշռության) արժեքի շուրջ: Կերակրված գայլերը կսկսեն ինտենսիվ բազմանալ՝ տալով նոր սերունդ, որն առատ սննդով արագ հասունանում է և տալիս նոր սերունդ։ Ստեղծվում է մի իրավիճակ, երբ նապաստակն այլևս չի կարողանում կերակրել բոլոր գայլերին՝ նապաստակների թիվը սկսում է նվազել, իսկ գայլերը (առայժմ) շարունակում են աճել։ Վերջապես, էկոհամակարգը գերբնակեցված է գայլերով, իսկ նապաստակների տեղը գրեթե կարմիր գրքում է: Եկեք չշտապենք եզրակացություններ անել. Դառնալով էկոլոգիական հազվադեպություն՝ նապաստակները դառնում են գայլերի համար դժվար զոհ։ Էկոհամակարգը թեւակոխում է հաջորդ փուլ. նապաստակների թիվն արդեն իջել է նվազագույն մակարդակի, որից նրանք գրեթե անխուսափելի են գայլերի համար: Վերջիններիս անասնագլխաքանակը, անցնելով մաքսիմալ միջով, սկսում է նվազել, և այդ կրճատումը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև հասնենք մի մակարդակի, որը կարողանա կերակրել նապաստակներին իրենց նվազագույն քանակով։ Հիմա, երբ գայլերի թիվը հասել է նվազագույնի, նապաստակ որսալու չկա։ Նապաստակները սկսում են բազմանալ, և գայլերի խղճուկ անասուններն այլևս չեն կարողանում հետևել նրանց։ Նապաստակների թիվը կարճ ժամանակում կհասնի այն մակարդակի, որ խոտը կարողանա կերակրել: Կրկին նապաստակների առատություն կա, և ամեն ինչ նորից կրկնվում է։

Գլուխ 3 Հիմնական փորձարարական մաս

3.1. Կալիումի բրոմատի սինթեզ (կալիումբրոմատ)

1050 մլ KOH (տեխնիկական) ֆիլտրացված 30% լուծույթը լցնում են մեծ ճենապակյա բաժակի մեջ, իսկ 110 գ բրոմը լցնում են կաթիլային ձագարից, որի խողովակը շատ դանդաղ, անընդհատ խառնելով հատակը հասնում է: Ստացված լուծույթը հագեցված է (նախագծի տակ) քլորով։ Հագեցվածության ավարտը որոշվում է հետևյալ կերպ. Լուծույթի նմուշը (10 մլ) նոսրացնում են 10 մլ ջրով, եփում մինչև Br-ի ամբողջական հեռացումը: 2 և Cl 2 (օսլայի յոդի թուղթը չպետք է կապույտ դառնա հեղուկ գոլորշու մեջ) և ավելացրեք մի կաթիլ ֆենոլֆթալեինի լուծույթ։ Երբ ամբողջությամբ հագեցած է քլորով, նմուշի լուծույթը չպետք է կարմրի:

Ռեակցիայի լուծույթը սառչում է մինչև 15մասին Գ, KS1O բյուրեղների նստվածքային խառնուրդն առանձնացված է 3 և KC1 (300 - 350 գ) և մի քանի ժամ խառնել 150 մլ ջրով։ Մնացած KBrO բյուրեղները 3 ծծվել է Buchner ձագարի վրա, լվանալ 100 մլ ջրով և առանձնացնել: Ստացեք 200 - 240 գ հում կալիումի բրոմատ:

Սինթեզը կարող է արտահայտվել հետևյալ քիմիական ռեակցիայի հավասարումներով.

Br 2 + 2KOH = KBrO + KBr + H 2 O

KBrO + Cl 2 + 4KOH = KBrO 3 + 4KCl + 2H 2 O

KBr + Cl 2 + 6KOH = KBrO 3 + 6KCl + 3H 2 O

3.2. Կատալիզատորի ստացման հնարավոր մեթոդները Ce 4+

Դպրոցական քիմիայի լաբորատորիաներում դուք կարող եք գտնել ցերիումի երկօքսիդ, որը նախկինում եղել է դպրոցի քիմիական ռեագենտների հավաքածուի մի մասը: Հիմնական խնդիրը ցերիումի ցանկացած լուծվող աղ ստանալն է, այս դեպքում ամենադյուրին ճանապարհը ցերիումի սուլֆատ (VI) ստանալն է, դրա համար անհրաժեշտ է եռացման ընթացքում առկա ցերիումի երկօքսիդը ենթարկել խտացված ծծմբաթթվի գործողությանը։ SEO 2 ջրի մեջ չլուծվող, հետևաբար ծծմբաթթվի հետ պետք է գործել անմիջապես ցերիումի երկօքսիդի փոշու վրա։

Ռեակցիայի հավասարումը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.

SeO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d Ce (SO 4) 2 + 2H 2 O

Ձևավորվում է ցերիումի (VI) սուլֆատի վառ դեղին լուծույթ, որն այնուհետև կարելի է գոլորշիացնել գոլորշիացող ամանի վրա մինչև դեղին բյուրեղների առաջացումը։ Եթե ​​դեռ չկա ցերիումի երկօքսիդ, ապա կարող եք լուծվող ցերիումի իոն ստանալ հետևյալ կերպ՝ կրակայրիչներից կարելի է օգտագործել սիլիցիում, պետք է վերցնել դրանցից մի քանիսը և տաքացնելիս լուծել խտացված ծծմբաթթվի մեջ։ Սիլիցիումի բաղադրությունը՝ կրակայրիչներից, ներառում է ցերիումի (III) և (VI) միացություններ։ Այնուամենայնիվ, պետք է հաշվի առնել, որ փորձի մաքրությունը կարող է փոխվել սկզբնական բաղադրիչում կեղտերի առկայության պատճառով։

3.3. Տատանողական ռեակցիայի պատրաստում և անցկացում:

Փորձի համար պատրաստվում են երկու լուծում. Առաջին դեպքում ցերիումի սուլֆատի կամ նիտրատի լուծույթ (IV), այս փորձի ժամանակ օգտագործվել է 1,0 գ թարմ պատրաստված ցերիումի սուլֆատ՝ լուծված 15 մլ ջրի մեջ և թթվացված ծծմբաթթվով։ Երկրորդում կիտրոնաթթուն լուծում են 10 մլ տաք ջրի մեջ և այնտեղ լցնում կալիումի բրոմատը։ Նյութերն ամբողջությամբ լուծարելու համար խառնուրդը մի փոքր տաքացվում է։ Պատրաստված լուծույթները արագ լցնում են իրար և խառնում ապակե ձողով։ Առաջանում է բաց դեղին գույն, որը 20 վայրկյան անց։ փոխվում է մուգ շագանակագույնի, բայց 20 վայրկյանից հետո: կրկին դեղնում է: 45 ջերմաստիճանումմասին Նման փոփոխություն կարելի է նկատել 2 րոպեի ընթացքում։ Այնուհետև լուծույթը պղտորվում է, սկսում են առանձնանալ ածխածնի երկօքսիդի (IV) փուչիկները, և լուծույթի գույնի փոփոխման ընդմիջումները աստիճանաբար մեծանում են խիստ սահմանված հաջորդականությամբ. և լուծույթի ջերմաստիճանը նույնպես բարձրանում է:

Ցուցադրման ընթացքում կամ ուսանողների համար փորձի ցուցադրումից հետո քիմիական ռեակցիայի մեխանիզմը կարելի է բացատրել պարզեցված տարբերակով, այսինքն՝ որպես ռեդոքս գործընթաց, որտեղ բրոմաթթուն (BA) խաղում է օքսիդացնող նյութի դեր, և կիտրոնաթթուն գործում է որպես վերականգնող նյութ.

KBrO 3 + H 2 SO 4 \u003d KHSO 4 + HBrO 3

9HBrO 3 + 2C 6 H 8 O 7 \u003d 9HBrO + 8H 2 O + 12CO 2

9HBrO + C 6 H 8 O 7 \u003d 9HBr + 4H 2 O + 6CO 2

Լուծույթի գույնի փոփոխությունը տեղի է ունենում կատալիզատորների՝ ցերիումի միացությունների ազդեցության տակ, որոնք իրենց հերթին փոխում են նաև օքսիդացման աստիճանը, բայց մինչև իոնի որոշակի կոնցենտրացիան, որից հետո տեղի է ունենում հակառակ պրոցեսը։

Գլուխ 4. Եզրակացություն

Ներկայացման հարմարության համար մենք նախ դիտարկում ենք ինքնահոսքային ռեակցիայի պարզեցված սխեման: Այս ռեակցիայի ընթացքում նկատվում են լուծույթի գույնի տատանումներ՝ առաջացած ցերիումի (VI) կոնցենտրացիայի տատանումներով։ Ցերիումի (VI) կոնցենտրացիայի տատանումները ներկայացված են Նկ.2-ում: Սրանք ռելաքսացիոն տատանումներ են, որոնց ժամանակաշրջանը (T) հստակ բաժանված է երկու մասի՝ T1՝ ցերիումի կոնցենտրացիայի նվազման փուլ (VI) և T2՝ կոնցենտրացիայի ավելացման փուլ։ Համապատասխանաբար, ըստ պարզեցված սխեմայի, ռեակցիան բաղկացած է երկու փուլից՝ առաջին փուլում քառավալենտ ցերիումը կրճատվում է կիտրոնաթթուով, Նկ.1.

լավ

Ce4+ Ce3+, (1)

երկրորդում եռավալենտ ցերիումը օքսիդացվում է բրոմատով

BrO3

Ce3+ Ce4+ (2)

Բրոմատի վերականգնողական արտադրանքները, որոնք ձևավորվել են (2) քայլում, բրոմացնում են LA: Ստացված LA-ի բրոմ ածանցյալները ոչնչացվում են բրոմի իոնների արտազատմամբ։ Բրոմիդը ռեակցիայի ուժեղ արգելակիչ է (2):

Նրա արտադրանքից ցանկացածը կարող է կատալիտիկ ազդեցություն ունենալ ռեակցիայի վրա:

Այս երեւույթը կոչվում է ավտոկատալիզ։ Ավտոկատալիտիկ ռեակցիայի բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ այն ընթանում է կատալիզատորի փոփոխական կոնցենտրացիայով, որն աճում է ռեակցիայի ընթացքում։ Հետևաբար, սկզբնական շրջանում ավտոկատալիտիկ ռեակցիայի արագությունը մեծանում է, և միայն փոխակերպման ավելի խոր փուլերում, սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիայի նվազման հետևանքով, արագության աճը փոխարինվում է նվազմամբ։

Ավտոկատալիտիկ պրոցեսների արագությունը, քանի որ ռեակտիվները սպառվում են, չի նվազում, այլ մեծանում է՝ առանց զանգվածի գործողության օրենքին հակասելու։ Ռեակցիայի մեխանիզմն այնպիսին է, որ դրանց միջանկյալ կամ վերջնական արտադրանքները արագացնող ազդեցություն ունեն գործընթացի վրա: Հետևաբար, դրանց արագությունը սկզբում անհետացող փոքր է, բայց հետո աճում է ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիայի ավելացման հետ մեկտեղ: Ըստ ժամանակակից տերմինաբանության՝ նման գործընթացները կոչվում են դրական արձագանքներով գործընթացներ։ Այսպիսով, օրինակ, եթե պարզվի, որ բազմաստիճան պրոցեսի միջանկյալ կամ վերջնական արդյունքը հանդիսանում է դրա արգելակիչը, ապա կնկատվի ռեակցիայի ինքնաարգելակում. դրա արագությունը կնվազի ավելի արագ: Ինչն է նվազեցնում սկզբնական ռեակտիվների կոնցենտրացիան:

Ce4+ իոնների կիտրոնաթթվի հետ փոխազդեցության ժամանակ դրանք կրճատվում են.

Ce 4+ + C 6 H 8 O 7 Ce 3+ + արտադրանք (1)

Այնուհետև ռեակցիայի ընթացքում ձևավորված Ce3+-ը պետք է փոխազդի բրոմատի իոնի հետ.

Ce 3+ + BrO 3 Ce 4+ (2)

հանգեցնելով ցերիումի կայուն բաշխմանը օքսիդացման վիճակների միջև: Այնուամենայնիվ, ռեակցիան (2) ավտոկատալիտիկ է, և դրանում ինքնաարագացվող հոսքին նախորդում է ինդուկցիոն շրջան, այսինքն՝ ռեակցիան անմիջապես չի սկսվում։ Հետեւաբար, ինդուկցիոն ժամանակահատվածում գրեթե բոլոր Ce իոնները 4+ գնալ Ce 3+ . Այս դեպքում լուծույթի գույնը, որը պայմանավորված է սպեկտրի տեսանելի հատվածում լույսի կլանմամբ Ce համալիրով. 4+ կիտրոնաթթուով, անհետանում է։ Ինդուկցիոն շրջանի վերջում տեղի է ունենում Ce իոնների ինքնաարագացվող արագ անցում 3+ Ce 4+-ում և լուծումը վերադառնում է իր սկզբնական գույնին:

Գործընթացի պարբերական բնույթը կարելի է բացատրել հետևյալ կերպ. Ռեակցիայի արդյունքում (1):

Ce(VI) + կիտրոնաթթու Ce(III) + արտադրանք

ձևավորվում է բրոմիդ - իոններ, որոնք դանդաղեցնում են ռեակցիան (2).

Ce(III) + HBrO 3 Ce(VI) + արտադրանք.

Այնուամենայնիվ, համակարգում բրոմի կոնցենտրացիան կախված է ռեակցիայի արագությունից, որում բրոմը սպառվում է բրոմատի հետ փոխազդեցության պատճառով:

(BrO 3 + Br Br 2 ): Եթե ​​բրոմի կոնցենտրացիան բավականաչափ բարձր է, ապա ռեակցիան (2) դադարում է, քանի որ Ce(VI) չի վերականգնվում Ce(III) բրոմատով օքսիդացնելիս, և արդյունքում կատալիտիկ ցիկլը ընդհատվում է։ Երբ (1) ռեակցիայի արդյունքում նվազող Ce(VI) կոնցենտրացիան հասնում է հնարավոր նվազագույն արժեքին, բրոմի իոնի կոնցենտրացիան սկսում է կտրուկ նվազել։ Այնուհետև ռեակցիան (2) նկատելիորեն արագանում է, և Ce(VI) կոնցենտրացիան աճում է մինչև որոշակի արժեք, որի դեպքում բրոմի կոնցենտրացիան սկսում է արագ աճել՝ դրանով իսկ դանդաղեցնելով ռեակցիան (2): Այնուհետեւ ամբողջ ցիկլը կրկնվում է, Նկ.2.

Ընդհանուր առմամբ, ռեակցիայի մեխանիզմը կարելի է նկարագրել հետևյալ հավասարումների հավաքածուով.

Գործընթաց Ա

BrO 3 + 2Br + 3(CH 2) 2 C(OH) (COOH) 3 + 3H +

3BrCH(CH2)C(OH)(COOH) 3 + 3H 2 O

BrO 3 + Br + 2H + HBrO 2 + HOBr

HBrO 2 + Br + H + 2HOBr

HOBr + Br + H + Br 2 + H 2 O

Br 2 + (CH 2 ) 2 C (OH) (COOH) 3 BrCH (CH 2 )C (OH) (COOH) 3 + Br + H +

Գործընթաց Բ

BrO 3 + 4Ce 3+ + (CH 2 ) 2 C(OH) (COOH)3 + 5H +

BrCH(CH2)C(OH)(COOH) 3 + 4Ce 4+ + 3H 2 O

BrO 3 + HBrO 2 + H + 2BrO 2 + H 2 O

BrO 2 + Ce 3+ + H + HBrO 2 + Ce 4+

2HBrO 2 BrO 3 + HOBr + H +

HOBr + (CH 2 ) 2 C (OH) (COOH) 3 BrCH (CH 2 )C (OH) (COOH) 3 + H 2 O

Բացի վերը նշվածից, կան նաև ռեակցիաներ՝ կիտրոնաթթվի փոխազդեցությունը ցերիումի (VI) իոնների և ծծմբաթթվի հետ (լուծույթի թթվացման և ցերիումի (VI) սուլֆատի տարանջատման պատճառով), ռեակցիայի մեխանիզմները նկարագրված չեն դրանց պատճառով։ բարդության, այդ ռեակցիաների արտադրանքներն են ածխածնի օքսիդը (IV), ածխածնի օքսիդը (II), ջուրը և մասամբ դիմեթիլ կետոնը։

Այժմ մենք կարող ենք ամփոփել այն ամենը, ինչ ասվել է և տալ տատանողական ռեակցիաների սահմանումը. տատանողական ռեակցիաները պարբերական գործընթացներ են, որոնք բնութագրվում են կոնցենտրացիաների տատանումներով և, համապատասխանաբար, փոխակերպման արագությամբ: Համակենտրոնացման տատանումների առաջացման պատճառը բարդ ռեակցիայի առանձին փուլերի միջև հետադարձ կապի առկայությունն է։

Մենք անկեղծորեն հուսով ենք, որ մեր աշխատանքը կգրավի շատերի ուշադրությունը, և որ այն հետագայում կզարգանա և շարունակվի։

Հղումներ

1. Ա.Մ. Ժաբոտինսկի Համակենտրոնացման տատանումներ. Մ.: - Գիտություն. 1974 թ.
2. Յու.Վ. Կարյակին, Ի.Ի. Հրեշտակներ Մաքուր քիմիական նյութեր. Մ.: - Քիմիա: 1974 թ.
3. Բ.Ն. Ստեպանենկո Օրգանական քիմիայի դասընթաց. Մ.: - Բարձրագույն դպրոց: 1972 թ.
4. ՎՐԱ. Օստապկևիչի սեմինար անօրգանական քիմիայի վերաբերյալ. Մ.: - Բարձրագույն դպրոց 1987 թ
5. Վ.Ն. Ալեքսինսկի Զվարճալի փորձեր քիմիայում. Մոսկվա: Կրթություն, 1980 թ.
6. Սորոսի կրթական ամսագիր. Թիվ 7.1997 թ.

Հավելված

[ce4+]

M - - - - - - -

N - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

| | |

| | |

| Տ 1 | Տ 2 |

| | |

| | տ

| Տ |

| |

| |

Նկ.1. Ցերիումի կոնցենտրացիայի ինքնուրույն տատանումներ (VI)

[ce4+]

Մաքս - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Min - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

[Br]

Նկ.2. Ցերիումի (VI) կոնցենտրացիայի փոփոխության կախվածությունը բրոմիդ-իոնների կոնցենտրացիայից:

վիբրացիոն ռեակցիաներ- ռեդոքս պարբերական ռեակցիաների դաս. Ռեակցիայի մեխանիզմը նման է պահող սողնակ սարքի մեխանիզմին: Առաջին անգամ նման ռեակցիաներ հայտնաբերվեցին 1951 թվականին մոսկվացի քիմիկոս Բ.Պ. Բելոուսովի կողմից:

Տատանողական ռեակցիաներն ընթանում են կատալիզատորի մասնակցությամբ (առաջին անգամ դա հայտնաբերվել է ցերիումի իոնների առկայության դեպքում ռեակցիայի ընթացքում) և սովորաբար բաղկացած է երկու փուլից։

Նման ռեակցիաների առաջացման համար անհրաժեշտ պայմանները.

ա) առաջին փուլի արագությունը պետք է զգալիորեն գերազանցի երկրորդ փուլի արագությունը.

բ) երկրորդ փուլում պետք է հայտնվի մի միացություն, որն արգելակում է առաջին փուլի ընթացքը (այն կոչվում է արգելակող)։

Նմանատիպ ռեակցիա կարող է նկատվել ցերիումի (III) աղի (օրինակ՝ ցերիումի սուլֆատի), կալիումի բրոմատի KBrO 3-ի և HO (O) C - CH (Br) - C (O) OH բրոմմալոնաթթվի ջրային լուծույթները խառնելիս: Ռեակցիոն զանգվածը թթվում է ծծմբաթթվով։

Առաջին փուլում եռարժեք ցերիումի իոնը (որն առաջացել է ցերիումի աղի տարանջատման ժամանակ) կրճատվում է բրոմատի անիոնով (այն մատակարարվում է կալիումի բրոմատով)։ Այս դեպքում Ce(III) իոնը օքսիդանում է մինչև Ce(IV), որը արտաքինից նկատելի է ռեակցիայի լուծույթի գույնի փոփոխությամբ. Ce(III) իոնները ջրային լուծույթում անգույն են, իսկ Ce(IV) դեղին են.

10Ce 3+ + 2BrO 3 – + 12H + = 10Ce 4+ + Br 2 + 6H 2 O (I)

Հաջորդ փուլում ստացված Ce (IV) իոնը փոխազդում է բրոմմալոնաթթվի հետ՝ օքսիդացնելով այն.

4Ce 4+ + HO(O)C – CH(Br) – C(O)OH + 2H 2 O =

4Ce 3+ + HC(O)OH + 2CO 2 + 5H + + Br - (II)

Այս դեպքում ցերիումը կրկին դառնում է Ce (III) իոն և կարող է կրկին մասնակցել I ռեակցիային։ Այս դեպքում այն ​​խաղում է տիպիկ կատալիզատորի դեր, մասնակցում է ռեակցիային, բայց չի սպառվում, այնուամենայնիվ, ռեակցիան չի սպառվում։ շարունակել առանց դրա: Կալիումի բրոմատը և բրոմմալոնաթթուն սպառվում են ռեակցիայի ընթացքում, ցերիումը միայն էլեկտրոններ է փոխանցում մի ռեակտիվից մյուսը (սկզբնական ռեակտիվները նշված են սևով, իսկ ռեակցիայի արտադրանքները՝ կարմիր).

Այս ռեակցիայի առանձնահատկությունն այն է, որ II փուլում բրոմի անիոն Br – . Այն արգելակում է, այսինքն՝ արգելակում է I փուլը, բայց չի ազդում II փուլի վրա։ Արդյունքում II փուլի արգասիքները՝ հիմնականում Ce 3+ իոնները, կուտակվում են ռեակցիայի համակարգում։ Որոշակի պահին, երբ այդ իոնները կուտակվում են մեծ քանակությամբ, բրոմի իոններն այլևս չեն կարող արգելակել I փուլը և այն ընթանում է բարձր արագությամբ։ Ce(IV) իոնները նորից հայտնվում են համակարգում և այնուհետև մասնակցում II դանդաղ փուլին։ Այսպիսով, բրոմի իոնները խաղում են ձգանի դեր, որը թույլ չի տալիս առաջին փուլը սկսել մինչև որոշակի կետ: Արտաքուստ նման է (Ce(III) իոնները ջրային լուծույթում անգույն են, իսկ Ce(IV)-ը դեղին են). . Գույնը փոխվում է մոտավորապես յուրաքանչյուր մեկուկես րոպեն մեկ, ժամանակային ընդմիջումը մնում է անփոփոխ մի քանի ժամ: Եթե ​​աստիճանաբար ավելացնեք սպառվող ռեակտիվներ, ապա այդպիսի «քիմիական ժամացույցը» կաշխատի շատ երկար ժամանակ: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, տատանողական արձագանքի ժամանակային ցիկլը կրճատվում է:

Կան տատանողական ռեակցիաների այլ օրինակներ։ Վերը նկարագրված համակարգում ցերիումի իոնները կարող են փոխարինվել երկաթի իոններով։ Դրա համար օգտագործվում է Fe (II) սուլֆատի համալիր ֆենանտրոլինի երեք մոլեկուլներով, որը կարմիր գույն է ստանում ջրային լուծույթում (այս համալիրը լայնորեն օգտագործվում է երկաթի քանակական որոշման համար).

Նմանատիպ Fe(III) կոմպլեքսը, որն առաջանում է օքսիդացման արդյունքում, գունավորվում է կապույտ, ռեակցիայի ընթացքում կապույտ գույնն ակնթարթորեն դառնում է կարմիր, որն աստիճանաբար նորից վերածվում է կապույտի (նկ. 4, բաժակ թիվ 2): .

Եթե ​​բրոմմալոնաթթուն փոխարինենք կիտրոնով [HOC(O)CH 2 ] 2 C(OH)C(O)OH, ապա մանգանի աղերի կատալիտիկ քանակի առկայության դեպքում առաջանում է մի համակարգ, որի դեպքում գույնը պտտվում է յուրաքանչյուր երկու րոպեն մեկ (նկ. 4, ապակի թիվ 3) . Օքսալ-քացախաթթու HOC(O)CH 2 C(O)C(O)OH ցերիումի աղերով հաշվում է վեց վայրկյան ընդմիջումներով (ապակու թիվ 4): Անիմացիոն պատկերում ժամանակային ընդմիջումները ցուցադրվում են պայմանականորեն, գույնի փոփոխության ամենաերկար ինտերվալը թիվ 3 ապակու մեջ է, ամենափոքրը՝ թիվ 4 ապակու մեջ։

Նման ռեակցիաների հայտնաբերումից անմիջապես հետո պարզվեց, որ նման գործընթացները բավականին տարածված են։ Արդյունքում մշակվել է տատանողական պրոցեսների ընդհանուր տեսություն, որը ներառում է որոշ գազաֆազային ռեակցիաներ (օրինակ՝ ածխաջրածինների օքսիդացում), ածխածնի երկօքսիդի, ջրածնի, ամոնիակի, էթիլենի հետերոֆազային օքսիդացում մետաղական կատալիզատորների վրա և մի շարք պոլիմերացում։ գործընթացները։ Տատանողական ռեակցիաները որոշում են կենսաբանական կարևորագույն պրոցեսների՝ նյարդային ազդակների առաջացման և մկանների կծկման մեխանիզմի ընթացքը:

Միխայիլ Լևիցկի

Կրթության, գիտության, երիտասարդության և սպորտի նախարարություն

Տեսական ճեմարան Petru Movilă

բաժին

«Կարողություն, աշխատանք, տաղանդ».

Քիմիայի դասընթաց թեմայի շուրջ.

«Վիբրացիոն քիմիական ռեակցիաներ»

Ավարտեց՝ 12Ա դասարանի աշակերտ

Բոլյուբաշ Իրինա

Դասախոս՝ Սնիդչենկո Մ.Ա.

* Քիշնև, 2007 *

1. Ներածություն:

ա) Redox ռեակցիաներ

բ) Վիբրացիոն քիմիական ռեակցիաներ

2. Տատանողական ռեակցիաների հայտնաբերման պատմությունը.

ա) Կոնցենտրացիայի տատանումների ուսումնասիրությունները մինչև հայտնաբերումը

B.P. Belousov-ի արձագանքները

3. Տեսական մաս.

ա) Ա.Լոտկայի մաթեմատիկական մոդելը

բ) Տատանողական ռեակցիաների մեխանիզմի ուսումնասիրություն

4. Փորձարարական մաս

5. Եզրակացություն

6. Կիրառում:

ա) Որոշ տատանողական ռեակցիաների բաղադրատոմսեր

բ) Կատարված փորձերի նկարազարդումներ

7. Գրականություն

Ներածություն.

Քիմիան փորձարարական գիտություն է։ Եվ հետևաբար, փորձը, որպես գիտական ​​հետազոտության մեթոդ, վաղուց հաստատապես առաջատար տեղ է զբաղեցնում բնական գիտությունների մեթոդների շարքում: Փորձը քիմիայի դասավանդման տեսությունը պրակտիկայի հետ կապելու ամենակարեւոր միջոցն է՝ գիտելիքները համոզմունքների վերածելով։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր փորձի ճանաչողական նշանակության բացահայտումը քիմիական փորձի հիմնական պահանջն է:

Փորձի տակ (otlat. «փորձ» - «դատավարություն»)հասկանալ որոշակի պայմաններում ուսումնասիրվող երևույթի դիտարկումը՝ թույլ տալով հետևել այս երևույթի ընթացքին և կրկնել այն այս պայմաններում: Քիմիական փորձը կարևոր տեղ է գրավում քիմիայի ուսուցման մեջ, քանի որ դիտարկումների և փորձերի միջոցով հայտնի է դառնում նյութերի բնույթի բազմազանությունը, փաստեր են կուտակվում համեմատությունների, ընդհանրացումների և եզրակացությունների համար։

Փորձարկումներ անելով և տարբեր պայմաններում դիտարկելով քիմիական փոխակերպումները՝ մենք համոզված ենք, որ բարդ քիմիական պրոցեսները հնարավոր է վերահսկել, որ երևույթների մեջ ոչ մի առեղծվածային բան չկա, նրանք ենթարկվում են բնական օրենքներին, որոնց իմացությունը թույլ է տալիս լայնորեն կիրառել քիմիական փոխակերպումները գործնական մարդու մեջ։ գործունեություն։

Այնուամենայնիվ, որոշ քիմիական փորձերի արդյունքներն անսպասելի են և չեն տեղավորվում նյութերի հատկությունների կամ քիմիական ռեակցիաների օրինաչափությունների վերաբերյալ ավանդական պատկերացումների մեջ: Նման քիմիական փոխակերպումները կոչվել են պրոբլեմային փորձեր։

Նույնիսկ հին ժամանակներում փիլիսոփաները կարծում էին, որ ցանկացած գիտելիք սկսվում է զարմանքից: Նորի պատճառած անակնկալը հանգեցնում է հետաքրքրասիրության (զգայունություն շրջապատող աշխարհի խնդիրների նկատմամբ) առաջացմանը՝ հետագայում ինչ-որ բանի նկատմամբ կայուն հետաքրքրության ձևավորմամբ։ Անակնկալը և դրան հաջորդող՝ գիտելիքի տենչը՝ սա պարարտ հող է խնդրահարույց փորձի ուսումնասիրման, դիալեկտիկական և համակարգային մտածողության ձևավորման և ստեղծագործական ներուժի բացահայտման համար։

Նույն վիճակը կարող է առաջացնել վառ, տպավորիչ քիմիական փորձը (խնդրահարույց փորձ): Քիմիայում խնդրահարույց փորձերի պատճառները, ամենից հաճախ, օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիաներն են։

Redox ռեակցիաներ

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգման բազմաթիվ չափանիշներ կան. Ամենակարևորներից մեկը տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխության նշանն է: Կախված նրանից, թե տարրերի օքսիդացման վիճակները փոխվում են կամ մնում են, քիմիական ռեակցիաները կարելի է բաժանել օքսիդացման օքսիդացման ռեակցիաների և առանց օքսիդացման վիճակների փոփոխության:

Լայնորեն հայտնի են այն ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ (redox): Նրանք կարևոր դեր են խաղում տեխնոլոգիայի և բնության մեջ, կենդանի օրգանիզմների նյութափոխանակության հիմքում են, կապված են օքսիդացման, փտածության, խմորման և ֆոտոսինթեզի գործընթացների հետ։ Օքսիդացման (և նվազման) պրոցեսները տեղի են ունենում վառելիքի այրման, մետաղների կոռոզիայից, էլեկտրոլիզի ժամանակ, որոնց օգնությամբ ստացվում են մետաղներ, ամոնիակ, ալկալիներ և շատ այլ արժեքավոր ապրանքներ։ Հետևաբար, ռեդոքսային ռեակցիաների ուսումնասիրությունը նախատեսված է անօրգանական և օրգանական քիմիայի դպրոցական դասընթացներում։

Հիշեք հիմնական դրույթները, որոնք կապված են ռեդոքս ռեակցիաների հայեցակարգի հետ:

Օքսիդացման վիճակհամապատասխանում է այն լիցքին, որը կհայտնվի քիմիական միացության տվյալ տարրի ատոմի վրա՝ ենթադրելով, որ բոլոր էլեկտրոնային զույգերը, որոնց միջոցով այս ատոմը միացված է մյուսներին, ամբողջությամբ տեղափոխվում են ավելի մեծ էլեկտրաբացասականություն ունեցող տարրերի ատոմներին:

Օքսիդացնող միջոց- ատոմներ կամ իոններ պարունակող նյութ, որոնք ընդունում են էլեկտրոններ. Xm ^{(օքսիդացնող նյութ) + ne- = X(m-n) , որտեղ m-ը սկզբնական նյութում տարրի օքսիդացման աստիճանն է, n-ը էլեկտրոնների թիվն է:}

Կրճատող միջոց- ատոմներ կամ իոններ պարունակող նյութ, որոնք նվիրաբերում են էլեկտրոններ. Ym ^{(նվազեցնող նյութ) - ne-= Y(m+n) .}

Օքսիդացում- ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից էլեկտրոններ արձակելու գործընթացը, մինչդեռ տարրի օքսիդացման աստիճանը մեծանում է:

Վերականգնում- ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից էլեկտրոններ ստանալու գործընթացը, մինչդեռ տարրի օքսիդացման աստիճանը նվազում է:

Օքսիդացումը և վերականգնումը խոնարհված պրոցեսներ են, որի օքսիդացման գործընթացում վերականգնող նյութի կողմից տրված էլեկտրոնների թիվը միշտ հավասար է օքսիդացնող նյութի կողմից դրա կրճատման գործընթացում ընդունված էլեկտրոնների քանակին:

Վիբրացիոն քիմիական ռեակցիաներ

Այս կուրսային աշխատանքում ես կքննարկեմ խնդրահարույց փորձի հատուկ դեպք՝ տատանողական քիմիական ռեակցիաներ: Տատանողական ռեակցիաները օրգանական նյութերի օքսիդացման ռեակցիաների մի ամբողջ դաս են՝ ռեդոքսային հատկություններով կատալիզատորի մասնակցությամբ։ Այս գործընթացը ընթանում է ցիկլային, այսինքն, այն բաղկացած է բազմաթիվ կրկնություններից:

Վիբրացիոն քիմիական ռեակցիաները հայտնաբերվել և գիտականորեն հիմնավորվել են 1951 թվականին խորհրդային գիտնական Բորիս Պետրովիչ Բելոուսովի կողմից։ Բ.Պ. Բելոուսովը ուսումնասիրել է կիտրոնաթթվի օքսիդացումը ծծմբաթթվի լուծույթում նատրիումի բրոմատի հետ ռեակցիայի ժամանակ։ Ռեակցիան ուժեղացնելու համար նա լուծույթին ավելացրեց ցերիումի աղ։ Ցերիումը փոփոխական վալենտություն ունեցող մետաղ է (3+ կամ 4+), ուստի այն կարող է ռեդոքս փոխակերպումների կատալիզատոր լինել։ Ռեակցիան ուղեկցվում է CO2 փուչիկների արտազատմամբ, և, հետևաբար, թվում է, որ ամբողջ ռեակցիայի խառնուրդը «եռում է»։ Եվ այս եռման ֆոնին Բ.Պ. Բելոուսովը նկատեց մի զարմանալի բան՝ լուծույթի գույնը պարբերաբար փոխվում էր՝ այն դառնում էր կամ դեղին, կամ անգույն։ Բելոուսովը լուծույթին ավելացրել է կոմպլեքսֆենանտրոլին սեւ երկաթով (ֆեռոին), և լուծույթի գույնը սկսել է պարբերաբար փոխվել մանուշակագույն-կարմիրից մինչև կապույտ և հետևի:

Այսպես բացահայտվեց հայտնի դարձած ռեակցիան։ Այժմ դա հայտնի է ամբողջ աշխարհում, այն կոչվում է Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիա։ Ա.Մ.Ժաբոտինսկին շատ բան արեց այս զարմանալի երևույթը հասկանալու համար։ Այդ ժամանակից ի վեր հայտնաբերվել են մեծ թվով նմանատիպ ռեակցիաներ։

Տատանողական ռեակցիաների հայտնաբերման պատմությունը.

Բելոուսովը հայտնաբերել է տատանողական քիմիական ռեակցիա՝ փորձելով ստեղծել բջջում կարբոքսիլաթթուների հիմնական կենսաքիմիական փոխակերպումների համակարգի որոշ փուլերի պարզ քիմիական մոդել: Սակայն դրա հայտնաբերման առաջին զեկույցը չի հրապարակվել։ Քիմիական ամսագրի գրախոսը կասկածում էր հոդվածում նկարագրված ռեակցիայի հիմնարար հնարավորությանը։ Այդ տարիներին քիմիկոսների մեծ մասը կարծում էր, որ չկան զուտ քիմիական տատանումներ, թեև տատանողական ռեակցիաների գոյությունը կանխատեսել էր 1910 թվականին Ա.Լոտկոյի կողմից՝ պարբերական պրոցեսների մաթեմատիկական տեսության հիման վրա։

Հետազոտության արդյունքները հրապարակելու երկրորդ փորձը գիտնականն արել է 1957 թվականին, և նրան կրկին մերժել են՝ չնայած այդ ժամանակ հայտնված բելգիացի ֆիզիկոս և ֆիզիկաքիմիկոս Ի.Ռ. Պրիգոժինի աշխատանքին։ Այս աշխատանքները ցույց տվեցին տատանվող քիմիական ռեակցիաների հնարավորությունն ու հավանականությունը։

Միայն 1959-ին հրապարակվեց կարճ ամփոփագիր Բ. Պ. Բելոուսովի կողմից պարբերաբար գործող տատանողական քիմիական ռեակցիայի հայտնաբերման վերաբերյալ Ճառագայթային բժշկության վերաբերյալ ամփոփագրերի ժողովածուի քիչ հայտնի հրատարակության մեջ:

Եվ բանն այն է, որ երբ Բ. Պ. Բելոուսովը կատարեց իր հայտնագործությունը, ռեագենտների կոնցենտրացիայի պարբերական փոփոխությունները կարծես թերմոդինամիկայի օրենքների խախտում էին: Իրականում, ինչպե՞ս կարող է ռեակցիան ընթանալ առաջ կամ հակառակ ուղղությամբ: Անհնար է պատկերացնել, որ անոթի մոլեկուլների ամբողջ հսկայական քանակը մի վիճակում է, հետո մեկ այլ վիճակում (կամ բոլորը «կապույտ», հետո բոլորը. «կարմիր» ...):

Ռեակցիայի ուղղությունը որոշվում է քիմիական (թերմոդինամիկ) պոտենցիալով - ռեակցիաներն իրականացվում են ավելի հավանական վիճակների ուղղությամբ՝ համակարգի ազատ էներգիայի կրճատման ուղղությամբ։ Երբ այս ուղղությամբ ռեակցիան ավարտվում է, նշանակում է, որ դրա ներուժը սպառվել է, թերմոդինամիկական հավասարակշռություն է ձեռք բերվել, և առանց էներգիայի ծախսման, ինքնաբերաբար, գործընթացը չի կարող հակառակ ուղղությամբ ընթանալ։ Եվ հետո ... արձագանքը գնում է այս կամ այն ​​ուղղությամբ:

Սակայն այս արձագանքում օրենքի խախտում չկար։ Տեղի են ունեցել տատանումներ՝ պարբերական փոփոխություններ՝ միջանկյալ արտադրանքի կոնցենտրացիաներում, այլ ոչ թե սկզբնական ռեակտիվների կամ վերջնական արտադրանքի։ CO2-ն այս ռեակցիայում չի վերածվում կիտրոնաթթվի, դա իրականում անհնար է: Վերանայողները հաշվի չեն առել, որ չնայած համակարգը հեռու է հավասարակշռությունից, բայց շատ հրաշալի բաներ կարող են տեղի ունենալ դրանում: Համակարգի մանրամասն հետագծերը սկզբնական վիճակից մինչև վերջնական վիճակ կարող են շատ բարդ լինել: Միայն վերջին տասնամյակների ընթացքում հավասարակշռությունից հեռու համակարգերի թերմոդինամիկան սկսեց լուծել այս խնդիրները: Այս նոր գիտությունը դարձավ նոր գիտության հիմքը՝ սիներգետիկա (ինքնակազմակերպման տեսություն)։

Բելոուսովի արձագանքը, ինչպես նշվեց վերևում, մանրամասն ուսումնասիրվել է Ա.Մ.Ժաբոտինսկու և նրա գործընկերների կողմից: Նրանք կիտրոնաթթուն փոխարինեցին մալոնաթթվով։ Մալոնիկ թթվի օքսիդացումը չի ուղեկցվում CO2 փուչիկների առաջացմամբ, հետևաբար լուծույթի գույնի փոփոխությունը կարելի է առանց միջամտության արձանագրել ֆոտոէլեկտրական սարքերի միջոցով: Հետագայում պարզվեց, որ ֆերոինը, նույնիսկ առանց ցերիումի, ծառայում է որպես կատալիզատոր: այս արձագանքը. Բ. Բելոուսովն արդեն առաջին փորձերի ժամանակ նկատեց իր ռեակցիայի ևս մեկ ուշագրավ հատկություն. երբ խառնումը դադարեցվում է, լուծույթի գույնի փոփոխությունը տարածվում է ալիքներով: Տիեզերքում քիմիական թրթռումների այս բաշխումը հատկապես ակնհայտ դարձավ, երբ 1970 թվականին Ա.Մ.Ժաբոտինսկին և Ա. Ն.Զայկինը ռեակցիոն խառնուրդը բարակ շերտով լցրեց Պետրի ափսեի մեջ։ Բաժակի մեջ ձևավորվում են տարօրինակ պատկերներ՝ համակենտրոն շրջանակներ, պարույրներ, «պտույտներ», որոնք տարածվում են մոտ 1 մմ/րոպե արագությամբ: Քիմիական ալիքներն ունեն մի շարք անսովոր հատկություններ. Այսպիսով, երբ նրանք բախվում են, դրանք մարվում են և չեն կարող անցնել միմյանց միջով։

Համակենտրոնացման ուսումնասիրություններ
տատանումները մինչև B.P. Belousov- ի կողմից ռեակցիայի հայտնաբերումը

Բայց ինչպես ասվում է պատմության մեջ, Բ.Պ. Բելոուսովի հայտնագործությունը ամենևին էլ առաջինը չէր համաշխարհային գիտության մեջ: Պարզվեց, որ քիմիական թրթռումների մասին առաջին հրապարակումներից մեկը թվագրվում է 1828 թվականին: Դրանում Տ. Ֆեխները ուրվագծել է էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի տատանումների ուսումնասիրության արդյունքները, մթության մեջ այն բավականին ինտենսիվ լույս է արձակում: Զարմանալի ոչինչ չկար հենց ֆոսֆորի փայլի փաստի մեջ, բայց այն, որ այս փայլը պարբերաբար կրկնվում էր ամեն յոթերորդ վայրկյանը, հետաքրքիր էր։ Քառասուն տարի անց «թարթող կոլբայի» հետ այս փորձերը շարունակվեցին ֆրանսիացի Մ. Ժուբերի կողմից (1874): Նրան հաջողվել է փորձանոթում դիտարկել «լուսավոր ամպերի» պարբերական գոյացումը։ Քսան տարի անց գերմանացի գիտնական Ա.Ցենտներշվերը նույնպես ուսումնասիրել է օդի ճնշման ազդեցությունը ֆոսֆորի պարբերական բռնկումների վրա։ Նրա փորձերում բռնկման շրջանը սկսվում էր 20 վրկ-ից և նվազում էր ճնշման նվազմամբ:

Քիմիական թրթռումների պատմության մեջ առանձնապես վառ էջը կապված է այսպես կոչված Liesegang օղակների հետ։ 1896թ.-ին գերմանացի քիմիկոս Ռ. Լիեզեգանգը հիացավ այս երևույթով և ուսումնասիրեց այն գրեթե կես դար։ Այն նաև գործնական կիրառություն գտավ։ Կիրառական արվեստում Լիեզեգանգի մատանիներն օգտագործվում էին հասպիսի, մալաքիտի, ագատի և այլնի նմանակմամբ տարբեր ապրանքներ զարդարելու համար։ Լիեզեգանգն ինքը առաջարկեց արհեստական ​​մարգարիտներ պատրաստելու տեխնոլոգիա։

Նման օրինակների ցանկը կարելի է շարունակել։ Հետևելով վերը նշվածին, երկու փուլերի միջերեսում հայտնաբերվեցին տատանողական ռեակցիաներ: Դրանցից ամենահայտնին մետաղ-լուծույթ միջերեսի ռեակցիաներն են, որոնք ստացել են կոնկրետ անվանումներ՝ «երկաթե նյարդ» և «սնդիկ սիրտ»: Դրանցից առաջինը` ազոտաթթվի մեջ երկաթի (մետաղալար) լուծարման ռեակցիան, ստացել է իր անվանումը հուզված նյարդի դինամիկայի արտաքին նմանության պատճառով, որը նկատել է Վ.Ֆ. Օստվալդը: Երկրորդը, ավելի ճիշտ՝ դրա տարբերակներից մեկը, H2O2-ի քայքայման ռեակցիան է մետաղական սնդիկի մակերեսի վրա։ Ռեակցիայի ժամանակ տեղի է ունենում սնդիկի մակերեսի վրա օքսիդ թաղանթի պարբերական ձևավորում և տարրալուծում։ Սնդիկի մակերեւութային լարվածության տատանումները առաջացնում են կաթիլների ռիթմիկ պուլսացիաներ, որոնք նման են սրտի զարկերի: Բայց այս բոլոր ռեակցիաները չեն գրավել քիմիկոսների ուշադրությունը, քանի որ քիմիական ռեակցիայի ընթացքի մասին պատկերացումները դեռևս բավականին անորոշ էին:

Միայն XIX դարի երկրորդ կեսին։ ի հայտ եկան թերմոդինամիկան և քիմիական կինետիկան, որոնք հիմք դրեցին վիբրացիոն ռեակցիաների և դրանց վերլուծության մեթոդների նկատմամբ հատուկ հետաքրքրության համար։

Ա.Լոտկոյի մաթեմատիկական մոդելը

Քիմիական ռեակցիաներին նման համակարգերում տատանումների մաթեմատիկական տեսությունը հրապարակվել է դեռ 1910 թվականին Ա.Լոտկայի կողմից - գրել է դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգ, որից հետևում է պարբերական ռեժիմների հնարավորությունը։ Լոտկան դիտարկել է «որսի» փոխազդեցությունը, օրինակ՝ բուսակերների և նրանց ուտող «գիշատիչների» (X և Y): Գիշատիչները ուտում են որսը և բազմանում՝ Y-ի կոնցենտրացիան մեծանում է, սակայն որոշակի սահմանի, երբ որսի թիվը կտրուկ նվազում է, և գիշատիչները սովից են մահանում, Y-ի կոնցենտրացիան նվազում է։ Հետո ողջ մնացած զոհերը սկսում են բազմանալ՝ X-ի կոնցենտրացիան աճում է։ Սրանից հետո ողջ մնացած գիշատիչները նույնպես բազմանում են, Y-ի կոնցենտրացիան նորից մեծանում է, և այսպես՝ բազմիցս։ Դիտարկվում են ռեագենտների կոնցենտրացիայի պարբերական տատանումներ։ Հասկանալի է, որ նման չխոնավ (երկար ժամանակ) տատանումների պայմանը խոտի առատությունն է՝ տուժածների սնունդը։ Լոտկայի հավասարումները բարելավվել են Վ.Վոլտերայի կողմից։ Իսկ տատանումների ժամանակակից տեսությունը մշակել են ռուս ֆիզիկոսներ Լ.Ի.Մանդելշտամը, Ա.Ա.Անդրոնովը, Ա.Ա.Վիտտը, Ս.Ե.Խայկինը, Դ. Ա.Ֆրանկ-Կամենեցկի. Այսպիսով, ֆիզիկոսների և մաթեմատիկոսների համար Բելոուսովանի հայտնագործությունը այնքան զարմանալի էր:

Տատանողական ռեակցիաների մեխանիզմի ուսումնասիրություն.

Բելոուսովի ռեակցիայի մանրամասն մեխանիզմը դեռ լիովին հայտնի չէ։ Առաջին աշխատանքներում թվում էր, թե միջանկյալ ապրանքների թիվը քիչ է։ Թրթռումների բնույթը բացատրելու համար բավական էր պատկերացնել, թե ինչպես է սկզբում առաջանում բրոմմալոնաթթուն իսմալաթթվից, իսկ հետագա ռեակցիայի ժամանակ KBrO3-ը վերածվում է KBr-ի։ Անիոն Br-- արգելակում է բրոմմալոնաթթվի հետագա օքսիդացումը, և կատալիզատորի օքսիդացված ձևը (քառավալենտ ցերիում կամ երկաթի երկաթ՝ ֆենանտրոլինի հետ միասին) կուտակվում է: Արդյունքում Br---ի կուտակումը դադարում է, և բրոմմալոնաթթվի օքսիդացումը վերսկսվում է... Այժմ պարզ է, որ նման մեխանիզմը հեռու է ամբողջական լինելուց։ Միջանկյալ ապրանքների թիվը հասել է քառասունի, ուսումնասիրությունը շարունակվում է։

1972 թվականին Ռ.Նոյեսը և գործընկերները ցույց տվեցին, որ Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիան առնվազն տասը ռեակցիաների արդյունք է, որոնք կարելի է միավորել երեք խմբի՝ A, B և C:

Նախ (ռեակցիայի խումբ A), բրոմատի իոնը փոխազդում է բրոմի իոնի հետ H +-ի առկայության դեպքում առաջացնելով բրոմային և հիպոբրոմաթթուներ.

BrO-3+ Br-- + 2H+ = HBrO2 + HOBr (ԲԱՅՑ1)

hypobromic թթու:

HBrO2+ Br-- + H+ = 2HOBr (ԲԱՅՑ2)

Հիպոբրոմաթթուն, իր հերթին, փոխազդում է բրոմիդի իոնի հետ՝ ձևավորելով ազատ բրոմ.

HOBr + Br--+ H+ = Br2 + H2O (ԲԱՅՑ3)

Մալոնիկ թթուն բրոմացվում է ազատ բրոմով.

Br2+ CH2(COOH)2 = BrCH(COOH)2 + Br--+ H+ (ԲԱՅՑ4)

Այս բոլոր ռեակցիաների արդյունքում մալոնաթթուն բրոմացվում է ազատ բրոմով.

BrO-3+ 2Br-- + 3CH2(COOH)2 + 3H+ =3BrCH(COOH)2 + 3H2O (ԲԱՅՑ)

Այս խմբի ռեակցիաների քիմիական նշանակությունը երկակի է՝ բրոմիդի իոնի ոչնչացում և բրոմմալոնաթթվի սինթեզ։

B խմբի ռեակցիաները հնարավոր են միայն բրոմիդի իոնի բացակայության դեպքում (ցածր կոնցենտրացիան): Երբ բրոմատի իոնը փոխազդում է բրոմաթթվի հետ, առաջանում է BrO2 ռադիկալ։

BrO-3+ HBrO2 + H+ > 2BrO2 + H2O (Բ1)

BrO2-ը փոխազդում է ցերիումի (III) հետ՝ օքսիդացնելով այն ցերիումի (IV), և ինքնին վերածվում է բրոմաթթվի.

BrO2+ Ce3+ + H+ > HВrO2 + Ce4+ (Բ2)

Բրոմաթթուն քայքայվում է բրոմատ իոնի և հիպոբրոմաթթվի.

2HBrO2> BrO-3 +HOBr + H+ (Բ3)

Hypobromic թթու brominates malonic թթու:

HOBr + CH2(COOH)2 > BrCH(COOH)2 + H2O (Բ4)

B խմբի ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են բրոմմալոնաթթու և քառավալենտ ցերիում։

Ռեակցիայի հիմնական բաղադրիչների՝ բրոմաթթվի և ֆերինի կոնցենտրացիաների տատանումները փուլային տարածությունում ներկայացված են որպես փակ գիծ (սահմանային ցիկլ):

BrO-3+ 4Ce3+ + CH2(COOH)2 + 5H+ > BrCH(COOH)2 + 4Ce4+ + 3H2O (Բ)

Այս ռեակցիաներում առաջացած ցերիում (IV) (B խմբի ռեակցիաներ).

6Ce4++ CH2(COOH)2 + 2H2O > 6Ce3+ +HCOOH + 2CO2 +6H+ (IN1)

4Ce4++ BrCH(COOH)2 + 2H2O > Br-- + 4Ce3++ HCOOH + 2CO2 + 5H+ (IN2)

Այս խմբի ռեակցիաների քիմիական նշանակությունը բրոմիդի իոնի առաջացումն է, որն ավելի ինտենսիվ է, այնքան բարձր է բրոմմալոնաթթվի կոնցենտրացիան։ Բրոմիդի իոնի կոնցենտրացիայի ավելացումը հանգեցնում է ցերիումի (III) ցերիումի (IV) օքսիդացման դադարեցմանը (դրամատիկ դանդաղեցմանը): Վերջին ուսումնասիրություններում ցերիումը սովորաբար փոխարինվում է ֆերոինով:

Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիայի քայլերի այս (թերի) հաջորդականությունը ցույց է տալիս, թե որքան բարդ է այս համակարգը։ Այսպիսով, բավական է հաշվի առնել HВrO2 (բրոմաթթու), Br-- և ֆերոինի (կամ ցերիում) ռեակցիայի բոլոր երեք հիմնական միջանկյալ բաղադրիչների կոնցենտրացիայի փոփոխությունը։

Առաջին քայլըռեակցիայի մեջ - ավտոկատալիտիկ ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում է բրոմաթթու (արագ, պայթյունի նման գործընթաց), ֆերոինը վերածվում է ֆերիինի (ֆերոինի օքսիդացված ձև):

Երկրորդ քայլ– օրգանական բաղադրիչի հետ փոխազդեցության արդյունքում ֆերինը սկսում է դանդաղ վերածվել ֆերոինի, և միևնույն ժամանակ սկսում է ձևավորվել բրոմի իոն:

Երրորդ քայլ- բրոմի իոնը ավտոկատալիտիկ ռեակցիայի արդյունավետ արգելակիչ է (1-ին քայլ): Արդյունքում բրոմաթթվի առաջացումը դադարում է, և այն արագ քայքայվում է։

Չորրորդ քայլ– ավարտված է 2-րդ քայլից սկսած ֆերիինի քայքայման գործընթացը. բրոմի իոնը հեռացվում է համակարգից: Արդյունքում համակարգը վերադառնում է այն վիճակին, որում եղել է մինչև 1-ին քայլը, և գործընթացը պարբերաբար կրկնվում է։ Կան մի քանի մաթեմատիկական մոդելներ (դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգեր), որոնք նկարագրում են այս ռեակցիան, նրա ռեագենտների կոնցենտրացիայի տատանումները և համակենտրոնացման ալիքների տարածման օրինաչափությունները։

Փորձարարական մաս.

Կիտրոնաթթվի փոխազդեցության ռեակցիան կալիումի բրոմատի հետ.

Ռեակտիվներ:

1. ԿՄnO4(կալիումի պերմանգանատ):

2. KBrO3(կալիումի բրոմիդ կամ կալիումի բրոմատ):

3. H2SO4(կենտրոնացված).

4. Կիտրոնաթթու.

5. Թորած ջուր։

Աշխատանքային գործընթաց. Կիտրոնաթթվի կշռված բաժինը (2 գ) լուծվել է 6 մլ H2O-ում: Ստացված լուծույթին ավելացրել են կալիումի բրոմիդի կշռված չափաբաժինը՝ 0,2 գ և ավելացրել են 0,7 մլ խտացված ծծմբաթթու, ապա ավելացրել են 0,04 գ կալիումի պերմանգանատ և ստացված լուծույթի ծավալը թորած ջրով հասցնել 10 մլ։ Մանրակրկիտ խառնել մինչև ռեակտիվների ամբողջական լուծարումը:

Դիտարկումներ. KMnO4-ի ավելացումից անմիջապես հետո լուծույթը դարձավ մանուշակագույն և սկսեց «եռալ»։ 25 վրկ հետո, արագ եռալով, լուծույթի գույնը սկսեց փոխվել շագանակագույն։ Ռեակցիայի ընթացքով լուծույթը աստիճանաբար պայծառանում է՝ մինչև բաց դեղին գույն։ 3 րոպե 45 վրկ հետո սկսվում է լուծույթի կտրուկ մգացում (նման է բարձր խտության հեղուկի դիֆուզիային), իսկ 40 վրկ հետո լուծույթը նորից դառնում է ամբողջովին դարչնագույն։ Հետո ամեն ինչ կրկնվում է 4,5 րոպե՝ 5 րոպե ժամանակահատվածով։ Բավականին երկար ժամանակ անց ռեակցիան սկսում է դանդաղել, հետո ընդհանրապես դադարում է (դեղին լուծույթ):

/>Վիբրացիոն ռեդոքս ռեակցիաներ.

Ռեակտիվներ:

1. FeSO4. 7H2Oբյուրեղային երկաթ (II) սուլֆատ հեպտահիդրատ կամ

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O (Mohr-ի աղ)դիամոնիումի սուլֆատ հեքսահիդրատ -

երկաթ (II)

2. Ce(NO3)3.6H2Oցերիում (III) նիտրատ հեքսահիդրատ

3. KBrկալիումի բրոմիդի ջրային լուծույթ (2 մոլ/լ կամ 12 գ 50 մլ ջրի դիմաց)

4. KBrO3կալիումի բրոմատի հագեցած լուծույթ (մոտ 10 գ 100 մլ ջրի դիմաց)

5. H2SO4խտացված ծծմբաթթու

6. CH2(COOH)2մալոնիկ թթվի ջրային լուծույթ (5 մոլ/լ, կամ 52 գ դյույմ

100 մլ ջուր)

7. C12H8N2(ֆեն) օ-ֆենանտրոլին

8. թորած ջուր

Սպասք և պատառաքաղ. Պոլիլուքս էկրանով, 25 x 25 սմ ապակյա ափսե, Պետրիի ափսե, 100 մլ ծավալային կոլբ, 250 մլ Էրլենմայեր կոլբա աղացած խցանով, վեց պիպետտ, բյուրետ, ապակե ձող, լվացքի մեքենա, ֆիլտր թուղթ։

Փորձի նկարագրություն. Փորձը ցուցադրելու համար նախապես պատրաստվում են A և B լուծումները։

Լուծում ԲԱՅՑ – ֆերոինի լուծույթ, երկաթի (II) համալիր օֆենանտրոլինով (ֆեն): 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ ավելացնում են 0,70 գ երկաթի (II) սուլֆատ հեպտահիդրատ (կամ 0,99 գ Մոհրի աղ) և 1,49 գ օֆենանտրոլին, լուծույթի ծավալը ջրով հարմարեցնում են նշագծին և խառնում։ Լուծույթը ձեռք է բերում կարմիր գույն՝ երկաթ(II) ֆենանտրոլինային համալիրի ձևավորման շնորհիվ.

Fe2++ 3 ֆեն = 2+

Լուծում Բ - բրոմմալոնաթթվի լուծույթ (պատրաստվել է անմիջապես ցուցադրությունից առաջ): 3,3 մլ կալիումի բրոմիդի լուծույթ, 5 մլ մալոնաթթվի լուծույթ և 5 մլ խտացված ծծմբաթթու ներմուծվում են աղացած խցանով կոնաձև կոլբայի մեջ: Ստացված լուծույթը տիտրվում է կալիումի բրոմատի հագեցած լուծույթով բյուրետից՝ խառնելով տիտրման յուրաքանչյուր բաժին ավելացնելուց հետո՝ հասնելով շագանակագույն գույնի անհետացմանը՝ զուգահեռ միացման ռեակցիայում բրոմի արտազատման պատճառով.

BrO3–+ 5Br– + 6H+ = 3Br2 + 3H2O

3Br2+ 2CH2(COOH)2 + 2H2O = BrCH(COOH)2+ HCOOH + CO2 + 5HBr

Տիտրման համար օգտագործվող կալիումի բրոմատի լուծույթի ընդհանուր ծավալը պետք է լինի մոտ 7,5 մլ, Ստացված բրոմմալոնաթթուն անկայուն է, սակայն որոշ ժամանակ կարող է պահպանվել 5100C ջերմաստիճանում։

Փորձի ուղղակի ցուցադրման համար պոլիլուքսի լուսամուտը ծածկող ապակե ափսեի վրա դրվում է Պետրիի ափսե, որի մեջ կա 10 մլ հագեցած կալիումի բրոմատի լուծույթ, 4 մլ բրոմմալոնաթթվի լուծույթ և 1,5 մլ ֆերոինի լուծույթ։ հաջորդաբար ավելացվում են խողովակների միջոցով: Մի քանի րոպեի ընթացքում կարմիր ֆոնի վրա հայտնվում են կապույտ բծեր՝ երկաթի ֆենանտրոլինային համալիրի (III) ձևավորման պատճառով: 3+ համապատասխան երկաթի(II) համալիրի օքսիդացման արդյունքում.

62++ 6H3O+ + BrO3– = 63++ 9H2O + Br–

Այս գործընթացը ինքնարագանում է: Ստացված բարդույթը 3+ օքսիդացնում է բրոմմալոնաթթուն բրոմիդի իոնների ձևավորմամբ.

43++ BrCH(COOH)2 + 7H2O =

= 2CO2+ 5H3O+ + Br– + HCOOH + 42+

Ազատված բրոմի իոնները բրոմատի իոններով երկաթի (II) կոմպլեքսների օքսիդացման ռեակցիայի արգելակիչներ են: Միայն բարդ իոնների կոնցենտրացիան 2+ դառնում է բավականաչափ բարձր, հաղթահարվում է բրոմի իոնների արգելակող ակտիվությունը, և լուծույթը դառնում է կապույտ՝ երկաթի (III) համալիրի առաջացման պատճառով։ Գործընթացը կրկնվում է նորից ու նորից, ուստի լուծույթի գույնը պարբերաբար փոխվում է կապույտից վարդագույն կամ հակառակը։ Գույնի փոփոխությունը սկսվում է վարդագույն ֆոնի վրա կապույտ բծերի ի հայտ գալով, որոնցից գունային համակենտրոն ալիքները տարբերվում են բոլոր ուղղություններով։ Ժամանակի ընթացքում գունային փոփոխության արագությունը նվազում է և, ի վերջո, գործընթացը մարում է: Այս դեպքում էկրանին կարելի է դիտել «սև կետերի» տեսքը.

Գույների տեսականին կարելի է ընդլայնել՝ Petri ճաշատեսակին ավելացնելով ցերիումի (III) նիտրատ հեքսահիդրատի մի քանի բյուրեղներ: Ce(NO3)3. 6H2O.Այնուհետև, բացի կապույտ և վարդագույն գույնից, կարելի է դիտարկել դեղին (ցերիումի (IV) միացությունների ձևավորման շնորհիվ) կամ կանաչ գույնը (դեղինի և կապույտի համընկնման պատճառով).

6Ce3++ BrO3– + 15H2O = 62++ Br– + 6H3O+

42++ BrCH(COOH)2 + 3H3O+ =

= 2CO2+ Br– + HCOOH + 4Ce3++ 9H2O

Երբ տաքացվում է, ռեակցիայի արագությունը մեծանում է, իսկ գույնի փոփոխությունը՝ արագանում։

Նշում. Ֆենանտրոլինը հետերոցիկլիկ միացություն է՝ երկու ազոտի ատոմներով, որոնք ունեն միայնակ զույգ էլեկտրոններ և ունակ են կոորդինացման։ Երկաթի հետ բարդ միացություններում մասին-ֆենանտրոլինը խաղում է բիդենտային լիգանդի դեր և ձևավորում է ուժեղ քելատային տիպի բարդույթներ:

Եզրակացություն.

Մինչ օրս Բելոուսով–Ժաբոտինսկի ռեակցիան իր արժանի տեղն է գրավել համաշխարհային գիտության մեջ։ Ամեն տարի աշխարհում անցկացվում են մի քանի միջազգային կոնֆերանսներ գծային քիմիական համակարգերի դինամիկայի վերաբերյալ, իսկ «BZ-reaction» (կրճատում՝ Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիա) բառերը հնչում են տասնյակ այլ գիտաժողովներում՝ նվիրված ֆիզիկայի, քիմիայի խնդիրներին, և կենսաբանություն։

Բելոուսով-Ժաբոտինսկու ռեակցիայի ուսումնասիրությունը, ինչպես համոզվեցի, մեծ նշանակություն ունի, քանի որ այն կիրառություն է գտել գիտության և տեխնիկայի տարբեր ոլորտներում։ Այս ռեակցիան օգտագործվում է որպես մոդել սրտի ահավոր խախտման՝ առիթմիաների և ֆիբրիլյացիաների ուսումնասիրության համար։ Եվ վերջերս փորձարկումներ են սկսվել այս ռեակցիայի լուսազգայուն փոփոխությամբ, երբ այս համակարգում դինամիկան կախված է լույսի ինտենսիվությունից։ Պարզվել է, որ նման ռեակցիան կարող է օգտագործվել որպես պատկերներ պահելու և մշակելու համակարգիչ։ Բելոուսով-Ժաբոտինսկի ռեակցիայի լուսազգայուն մոդիֆիկացիան կարող է ծառայել որպես հաշվողական համալիրի նախատիպ, որը կարող է փոխարինել համակարգչին։

Մյուս կողմից, տատանվող քիմիական ռեակցիաները ոչ կենդանի բնության մեջ ինքնակազմակերպման վառ օրինակ են, և այս առումով ոչ միայն բնական գիտական, այլև փիլիսոփայական նշանակություն ունի։ Բնական գիտության հիմնարար փոփոխությունները, որոնք սկիզբ են դրել այսպես կոչված ինքնակազմակերպման տեսությանը, հիմնականում պայմանավորված են ռուս գիտնականների կողմից 1950-1960-ականների սկզբին տրված սկզբնական ազդակով, երբ Բելոուսովը հայտնաբերեց ռեդոքս քիմիական ռեակցիան։ սկսած գալակտիկաների ձևավորումից մինչև տորնադոներ, ցիկլոններ և լույսի խաղ անդրադարձող մակերեսների վրա, իրականում ինքնակազմակերպման գործընթացներ են: Դրանք կարող են ունենալ շատ տարբեր բնույթ՝ քիմիական, մեխանիկական, օպտիկական, էլեկտրական և այլն։

Այսպիսով, կիրառական հետազոտությունները գնալով ավելի կարևոր են դառնում, օրինակ, տեղեկատվության մշակման այլընտրանքային միջոցների մոդելավորման ոլորտում (մասնավորապես, բարդ խճանկարների վերլուծություն՝ օբյեկտի պայծառության աստիճանականացմամբ)։ Կիրառական հետազոտությունների մեկ այլ նոր ուղղություն է BZh համակարգում կամ դրան նմանվող պոլիմերացման առանձնահատկությունների ուսումնասիրությունը։

BZ-համակարգի կողմից դրսևորված բարդ տարածական-ժամանակավոր կազմակերպությունը խառնվելու բացակայության դեպքում, ժամանակի ընթացքում անալոգիաները հայտնաբերվել են բնության մեջ, կենսաբանական համակարգերում (օրինակ՝ բջջային նյութափոխանակության պարբերական պրոցեսներ, սրտի հյուսվածքի և ուղեղի հյուսվածքների գործունեության ալիքներ. , ոչ էկոլոգիական համակարգերի մակարդակում տեղի ունեցող գործընթացները), իր նոր ոլորտում՝ սիներգետիկա (տեսություն և ինքնակազմակերպում), ինչպես նաև փորձարարական աշխատանքը սկիզբ դրեց դինամիկ համակարգերի ժամանակակից տեսության զարգացմանը։ Թեև ներկայումս նման ռեակցիաների մեծ մասն արդեն հասկանալի է, այնուամենայնիվ, տատանվող քիմիական պրոցեսների պատճառները մինչև վերջ մնում են անհասկանալի:

Ներկայումս տատանողական ռեակցիաների կինետիկան գիտելիքի արագ զարգացող ճյուղ է, որն առաջացել է քիմիայի, կենսաբանության, բժշկության, ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի խաչմերուկում։ Ինձ համար շատ հետաքրքիր էր ծանոթանալ կենդանի նյութի նման անսովոր և առաջին հայացքից անհնար հատկություններին։ Բայց ավելի շատ ես զարմացա, որ նման անհավատալի նշանակությունը, երկար տարիներ տպավորիչ հայտնագործությունը չէր ընկալվում ուրիշների կողմից և պարզապես չէր ընկալվում այն ​​ժամանակվա մեծ ուղեղների կողմից: Այս հայտնագործությունն անցավ իր փշոտ ճանապարհով և, ի վերջո, գրավեց իր արժանի տեղը համաշխարհային գիտության մեջ։ Ասամա, նման արձագանքի հնարավորությունը ևս մեկ անգամ ապացուցում է, որ մեր աշխարհում դեռ շատ անհայտ և չուսումնասիրված կա:

Որոշ տատանողական ռեակցիաների բաղադրատոմսեր

Բաղադրատոմս 1:Դրանց վերջնական կոնցենտրացիաների հիման վրա անհրաժեշտ է պատրաստել հետևյալ նյութերի լուծույթները՝ մալոնաթթու 0,2 Մ; նատրիումի բրոմատ 0,3 մ; ծծմբաթթու 0,3 մ; Ֆեռոին 0.005 M. Ֆեռոինը կարող է փոխարինվել երկվալենտ մանգանով կամ եռավալենտ ցերիումի սուլֆատով, սակայն գույնի ինտենսիվությունը շատ ավելի թույլ կլինի: Բոլոր բաղադրիչների մոտ 5 մլ լուծույթը պետք է լցնել Պետրիի ափսեի մեջ, որպեսզի հեղուկ շերտի հաստությունը լինի 0,5-1 մմ։ 3-8 րոպե հետո (անցումային շրջան) կարող են դիտվել տատանումներ և քիմիական ալիքներ։

Բաղադրատոմս 2:Շերտերով (1 մլ) հարթ թափանցիկ կյուվետի մեջ լցնել հետևյալ լուծույթները.

- KBrO3(0.2 մոլ/լ)

- մալոնիկ թթու (0,3 մոլ/լ)

- ֆերոին (0,003 մոլ/լ)

- H2SO4(0.3 մոլ/լ)

Տեղադրեք կյուվետը սպիտակ թղթի վրա: Ռեակցիայի արագությունը կարող է փոխվել՝ ավելացնելով ալկալի կամ թթու։

Բաղադրատոմս 3:Պահանջվող լուծումներ.

- կիտրոնաթթու (40 գ 160 մլ H2O-ում)

- H2SO4(1:3).

Եվ նաև կախիչներ.

- KBrO3(16 գ)

- Ce2(SO4)3(3-3,5 գ)

Կիտրոնաթթվի լուծույթը տաքացրեք մինչև 40°-50°C, ապա դուրս թափեք KBrO3-ի նմուշ: Գավաթը դնել սպիտակ թղթի վրա և ավելացնել Ce2(SO4)3 նմուշը և մի քանի մլ H2SO4: Անմիջապես սկսում է տեղի ունենալ գույների փոփոխություն՝ դեղին > անգույն > դեղին, 1-2 րոպե տևողությամբ:

Բաղադրատոմս 4:Պահանջվող լուծումներ.

- H2O2(50 մլ 30%)

- KIO3(7,17 գ 50 մլ H2O-ում)

- HClO4(30 մլ նոսրացված լուծույթ)

- մալոնիկ թթու (3 գ 50 մլ H2O-ում) Եվ նմուշներ.

- MnSO4(1 գ) և մի քիչ օսլա:

Ամեն ինչ լցնել մեկ բաժակի մեջ (200-250 մլ), ավելացնել կշռված չափաբաժինները, հարել ապակե ձողով։ Գոյություն ունի գույնի փոփոխություն՝ անգույն > դեղին > կապույտ։

Մատենագիտություն.

1. Ալիեւ Ռ., Շնոլ Ս. E. «Vibrational Chemical Reactions». Կինետիկա և կատալիզ. 1998. No 3. P. 130-133.

2. Shnol S.E. Գիտելիքը ուժ է: 1994. Թիվ 3։ էջ 62-71։

3. Zhabotinsky A. M. Համակենտրոնացման ինքնորոշման տատանումներ. Մոսկվա: Նաուկա, 1974 թ.

4. Garel D., Garel O. Վիբրացիոն քիմիական ռեակցիաներ / Per. անգլերենից։ Մ.:

5. Դուբնիշչևա Տ. Յա. Ժամանակակից բնական գիտության հայեցակարգեր. Նովոսի-

բիրսկ՝ YuKEA, 1997, էջ 683 – 697։

6. Ժամանակակից բնագիտության հասկացությունները. Էդ. Վ.Ն.Լավրինենկո,

V. P. Ratnikova, M.: UNITI-DANA, 1999, S. 78 - 87:

7. Vavilin B.V.«Ինքնա-տատանումները հեղուկ փուլային քիմիական համակարգերում».

Պրիրոդա, 2000, թիվ 5, էջ 19–25։