碘钟反应

化学振荡反应

碘钟反应是一种化学振荡反应，其体现了化学动力学的原理。它于1886年被瑞士化学家Hans Heinrich Landolt发现。在碘钟反应中，两种（或三种）无色的液体被混合在一起，并在几秒钟后变成靛蓝色。碘酸根被硫代硫酸钠还原是一个很吸引人的反应，常常被用来作为说明反应速率的实验典范。如事先同时加入少量硫代硫酸钠标准溶液和淀粉指示剂，则产生的碘便很快被还原为碘离子，直到S2O32－消耗完，游离碘遇上淀粉即显示蓝色。从反应开始到蓝色出现所经历的时间，即可作为反应初速的计量。由于这一反应能自身显示反应进程，故常称为“碘钟”反应。

简介

碘钟反应（Iodine clock reaction）是一种化学振荡反应，其体现了化学动力学的原理。它于1886年被瑞士化学家Hans Heinrich Landolt发现。在碘钟反应中，两种（或三种）无色的液体被混合在一起，并在几秒钟后变成靛蓝色。碘钟反应可以通过不同的途径实现。下面介绍一个简单的碘钟实验的途径。

实验药品

29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸。

实验步骤

配置甲溶液：量取97mL29%的过氧化氢溶液，转移入250mL容量瓶里，用蒸馏水稀释到刻度，得3.6mol/L过氧化氢溶液。

配置乙溶液：分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰，分别溶于适量水中。另称取0.075g可溶性淀粉，溶于50mL左右沸水中。把三者转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液。

配置丙溶液：称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中，再加入20mL1mol/L硫酸溶液酸化。转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。

将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中，这混合溶液分别含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。混合后，反应液由无色变为蓝紫色，几秒后褪为无色，接着又从琥珀色变逐渐加深，蓝紫色又反复出现，几秒后又消失，这样周而复始地呈周期性变化。这种振荡反应，又叫“碘钟反应”。振荡周期约为8秒，反复振荡能持续几分钟。

注意事项

1.碘钟反应速率与温度有关。

2.丙溶液会随室温降低，碘酸钾以晶体析出，微热又溶解。甲溶液不宜放置太久，否则过氧化氢分解失效而导致实验失败。

3.不可随意更改药品用量。

化学反应

过氧化氢型碘钟

向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、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，化学方程式为：

H2O2(aq)+3I-(aq)+2H+→ I3-+2H2O

I3-(aq)+2S2O32-(aq) → 3I-(aq)+S4O62-(aq)

碘酸盐型碘钟

向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（以及少量淀粉溶液），此时体系中出现如下反应：

IO3−(aq) + 3HSO 3− (aq) → I- (aq) + 3HSO4−(aq)