La réaction de Briggs-Rauscher, également connue sous le nom d '«horloge oscillante», est l'une des démonstrations les plus courantes d'une réaction d'oscillateur chimique. La réaction commence lorsque trois solutions incolores sont mélangées ensemble. La couleur du mélange résultant osciller entre clair, ambre et bleu profond pendant environ 3-5 minutes. La solution se termine par un mélange bleu-noir.
Solution A
Ajouter 43 g d'iodate de potassium (KIO3) à ~ 800 ml d'eau distillée. Incorporer 4,5 ml acide sulfurique (H2DONC4). Continuez à remuer jusqu'à ce que l'iodate de potassium soit dissous. Diluer à 1 L.
Solution B
Ajouter 15,6 g d'acide malonique (HOOCCH2COOH) et 3,4 g de sulfate de manganèse monohydraté (MnSO4. H2O) à ~ 800 ml d'eau distillée. Ajouter 4 g d'amidon vitex. Remuer jusqu'à dissolution. Diluer à 1 L.
Solution C
Diluer 400 ml de peroxyde d'hydrogène à 30% (H2O2) à 1 L.
Matériaux
- 300 ml de chaque solution
- Bécher 1 L
- plaque d'agitation
- barre d'agitation magnétique
Procédure
- Placer la barre d'agitation dans le grand bécher.
- Versez 300 ml chacune des solutions A et B dans le bécher.
- Allumez la plaque d'agitation. Ajustez la vitesse pour produire un grand vortex.
- Ajouter 300 ml de solution C dans le bécher. Assurez-vous d'ajouter la solution C après avoir mélangé les solutions A + B, sinon la démonstration ne fonctionnera pas. Prendre plaisir!
Remarques
Cette démonstration fait évoluer l'iode. Porter lunettes de sécurité et des gants et effectuer la démonstration dans une pièce bien ventilée, de préférence sous une hotte de ventilation. Soyez prudent lorsque préparer les solutions, car les produits chimiques comprennent des irritants puissants et agents oxydants.
Nettoyer
Neutralisez l'iode en le réduisant en iodure. Ajouter ~ 10 g de thiosulfate de sodium au mélange. Remuer jusqu'à ce que le mélange devienne incolore. La réaction entre l'iode et le thiosulfate est exothermique et le mélange peut être chaud. Une fois refroidi, le mélange neutralisé peut être lavé à l'égout avec de l'eau.
La réaction de Briggs-Rauscher
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O
Cette réaction peut être divisée en deux réactions des composants:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Cette réaction peut se produire par un processus radical qui est activé lorsque je- concentration est faible, ou par un processus non radical lorsque le I- la concentration est élevée. Les deux processus réduisent l'iodate en acide hypoïode. Le processus radicalaire forme de l'acide hypoïode à un rythme beaucoup plus rapide que le processus non traditionnel.
Le produit HOI de la réaction du premier composant est un réactif dans la réaction du deuxième composant:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Cette réaction consiste également en deux réactions composantes:
je- + HOI + H+ -> je2 + H2O
je2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + Je-
La couleur ambre résulte de la production du I2. Le je2 formes en raison de la production rapide de HOI au cours du processus radical. Lorsque le processus radical se produit, le HOI est créé plus rapidement qu'il ne peut être consommé. Une partie du HOI est utilisée tandis que l'excédent est réduit de peroxyde d'hydrogène à moi-. L'augmentation I- la concentration atteint un point où le processus non radical prend le relais. Cependant, le processus non radicalaire ne produit pas HOI presque aussi vite que le processus radical, de sorte que la couleur ambre commence à s'éclaircir comme je2 est consommé plus rapidement qu'il ne peut être créé. Finalement, le I- la concentration chute suffisamment bas pour que le processus radical redémarre afin que le cycle puisse se répéter.
La couleur bleu profond est le résultat de l'I- et moi2 liaison à l'amidon présent dans la solution.
La source
B. Z. Shakhashiri, 1985, Chemical Demonstrations: A Handbook for Teachers of Chemistry, vol. 2, pp. 248-256.