Колебательные реакции – класс гомогенных каталитических окислительно-восстановительных периодических реакций. Одна из наиболее известных сегодня колебательных реакций была открыта в 1951 г. московским химиком Б.П. Белоусовым и изучена А.М. Жаботинским (реакция Белоусова-Жаботинского). Впоследствии был обнаружен обширный класс подобных колебательных реакций окисления органических веществ.
Колебательные реакции многостадийны, но всегда содержат следующие отличительные стадии:
1) окисление восстановленной формы катализатора;
2) восстановление окисленной формы катализатора.
При этом скорость первой стадии всегда заметно превышает скорость второй стадии, а на второй стадии возникает соединение, тормозящее протекание первой стадии (ингибитор).
В ходе первой реакции окислитель (например, бромат-ионы) в присутствии катализатора (ионов церия, марганца и др.) окисляют восстановитель (лимонную, малоновую, броммалоновую кислоту и др.).
На первой стадии реакции ионы церия (3+) окисляются бромат-ионами в кислой среде:
(1)
На второй стадии ионы церия (4+) восстанавливаются малоновой кислотой (МК):
(2)
В ходе второго процесса (2) выделяются вещества-ингибиторы первой стадии реакции (например, бромид-ионы, образующиеся из восстановителя или его бромпроизводных). Таким образом, в системе устанавливается обратная связь, обеспечивающая возможность возникновения режима, в котором концентрация каждой из форм катализатора периодически колеблется. Если окраски восстановленной и окисленной форм катализатора заметно различаются, то прохождение колебательной реакции сопровождается периодическим изменением цвета раствора.
Колебательные реакции достаточно широко распространены. Они определяют протекание и некоторых важнейших биологических процессов: генерации нервных импульсов и механизма мышечного сокращения.
Ваша оценка?
