无限循环的反应

in chemistry •  7 months ago 

想象这样一件事。你送给朋友一件礼物,一个装有某种液体的密封的瓶子,而液体的颜色在不断地变化,那该是一件多么有趣的事啊!然而这是不可能的。化学反应中会有能量损耗,而这种液体内所包含的能量是一定的,所以这个反应总会停下来。但是,在它“停下来”之前,我们能不能将损耗尽可能降低,来实现类似的效果呢?让我们来看-看振荡反应.
早在19世纪初,就有人发现这种奇特的反应了。然而那时永动机早已被证明不可能存在,所以化学上出现这样一个“可以循环”的反应也顺理成章地被以同样的理由抹杀了。直到后来,随着这样的发现越来越多,人们才真正开始研究这一体系。这其中最著名的反应就是碘钟反应。
碘钟反应是什么呢?首先从名字上,我们就可以看出这个反应和碘有关,而且还具有钟表的计时性。更为神奇的是,当把溶液混合好以后,这个反应便自动开始了。碘钟反应有一个大约8秒的循环。颜色从无色、变黄、变蓝再还原为无色。这整个反应能持续好几分钟而且根本不用管,直到溶液中的过氧化氢耗尽为止。因此这个反应虽然看似循环,最后还是会趋于一个平衡的稳态,就好比一节往复振动的弹簧总是会有停下来的时候。不过这杯溶液的颜色变化能坚持循环这么长时间,已经算是一个奇迹了吧。
右侧的图中每一条便是间隔相同时间拍摄的,可以明显看出这种循环的变化。值得一提的是,碘钟反应中的所有计量必须非常精确,所以如果做不到这一点,这个实验是很难成功的。

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