БІЛОУСОВА - Жаботинського РЕАКЦІЯ

протікає в автоколебат. режимі каталитич. окислення разл. восстановителей бромноватой к-тій НВrO 3 . При цьому спостерігаються коливання концентрацій окисленої і відновленої форм каталізатора і деяких проміжних. продуктів. Р-ція йде в кислому водному розчині; в кач-ве каталізаторів використовують іони металів змінної валентності, напр. Се або Мп, в кач-ве восстановителей - малонового к-ту, ацетилацетон і ін. Б. Ж.-Ж.. р. - наиб. вивчена гомогенна коливальна реакція, відкриття до-рій стимулювало різке зростання досліджень хім. коливань і привело до створення нової галузі хім. кінетики.

Спрощена схема Б. Ж.-Ж.. р. включає дек. процесів: 1. Розгалужена ланцюгова р-ція окислювача з автокатализаторов НВrO 2 ; в результаті забезпечується самоускоряющіхся окислення каталізатора М n + :

2. Інгібування окислення в результаті швидкої р-ції, обривається розгалужену ланцюг:

3. Бромування відновника, напр. :

4. Відновлення окисленої форми каталізатора М (п + 1) + і одночасне утворення інгібітора - Вr - :

Т. обр. механізм р-ції можна зобразити мнемоніч. схемою (рис. 1), де автокатализаторов НВrO 2 забезпечує

безпосередню покладе. зворотний зв'язок (відзначена знаком +), а інгібітор замикає петлю отрицат.зворотного зв'язку (Ч). Колебат. цикл можна якісно описати слід. чином. Коли концентрація М (п + 1) + в системі досить велика, швидкість утворення Вr - і його концентрація в розчині також високі. В результаті ланцюгова р-ція окислення М n + загальмована і концентрація М (п + 1) + падає, прагнучи до свого граничного значення, при досягненні догрого концентрація Вr - різко падає, а концентрація НВrО 2 зростає. Розгалужена ланцюгова р-ція прискорюється і концентрація М (п + 1) + починає рости, прагнучи до верх. порогу, при досягненні догрого концентрація Вr - знову різко зростає, обриваючи розгалужену ланцюг, і цикл повторюється. Коливання концентрацій окисленої і відновленої форм каталізатора супроводжуються коливаннями забарвлення розчину від безбарвної до жовтої, якщо каталізатор - іони церію, або від блакитний до червоної в разі фенантроліновую комплексу заліза [Fe (phen) 3 ].

Рис. 1. Схема реакції Бєлоусова - Жаботинського (RBr-бромпохідні відновника).

Б. Ж.-Ж.. р. демонструє велике число разл. колебат. режимів, к-які залежать від т-ри, кислотності і концентрації вихідних реагентів. Період коливань може змінюватися від десятих часток секунди до десятків хвилин. Спостерігаються прості периодич. коливання разл. форми, складні коливання з дек. максимумами в одному періоді, багаточастотні і стохастіч. коливання (див. рис. 2). При проведенні Б. Ж.-Ж.. р. в закритій системі можна спостерігати до дек. тисяч циклів; в проточному реакторі коливання підтримуються як завгодно довго. У неперемешіваемий розчині, де виключена конвекція, спостерігаються біжать концентрац. хвилі, що утворюють самоподдерживающиеся динамічний. структури (рис. 3).

Р-ція відкрита Б.П. Белоусовим в 1951, детально вивчалася А. М. Жаботинським в 1964.

Рис. 2. Разл. типи коливань концентрації Се 4+ в реакторі ідеального перемішування: а - в - пилковидні коливання з разл. співвідношенням тривалості переднього і заднього фронту; г - синусоїдальні коливання; д-хаотичний. коливання; е-нестаціонарні складно-періодичні коливання>.

Рис. 3. Динамічне. структури, утворені біжать концентрац. хвилями в тонкому шарі неперемешнваемого розчину (каталізатор [Fe (phen) 3 ]; інтервал між кадрами 15с; швидкість хвиль

0, 01 см / с): а - концентрич. хвилі від точкового джерела - провідного центру; довжина хвилі

0, 55 см; б - спіральні хвилі;

0, 15 см>.

Літ. : Жаботинський А. М., Концентраційні автоколивання, М., 1974: Полак Л. С, Михайлов А. С ... Самоорганізація в нерівноважних фізико-хімічних системах, М., 1983; Oscillations and traveling waves in chemical systems, N. 7 Y. , 1985.

Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.