Reacția Belousov-Zhabotinsky (reacție B-Z)Dicționar de chimie John Daintith, traducere de Mihaela Rudeanu și Lia Cojocaru; ediția a VI-a, Editura All, 2010, București; pag. 408, ISBN 978-973-684-725-7 este o reacție chimică oscilantă de termodinamica de neechilibru, un oscilator chimic non-linear. Elementele comune ale acestor reacții sunt ionul bromură și un acid. Importanța reacțiilor BZ constă în faptul că acestea demonstrează că reacțiile chimice nu sunt neapărat supuse unui echilibru termodinamic (lipsa echilibrului termodinamic se păstrează o perioadă îndelungată de timp și evoluează haotic).

Mecanism de reacție Mecanism acestei reacții este complex care implică circa 18 etape diferite de reacție; legat de acest subiect au fost publicate multe lucrări științifice. Într-un mod similar reacției Briggs-Rauscher, două procese fundamentale au loc, ambele fiind auto-catalitice: procesul A generează brom molecular, responsabil de colorația roșie-brună, iar procesul B consumă bromul format eliberând ioni bromură.

De cele mai multe ori, pentru realizarea acestei reacții chimice se utilizează varianta cu acid malonic (CH2[COOH]2) și bromat de potasiu (KBrO3). Ecuația generală a reacției chimice este: 3 CH2(COOH)2 + 4 → 4 Br− + 9 CO2 + 6 H2O

Reacții chimice Pentru desfășurarea reacției, sunt necesare patru soluții apoase, și anume de bromat de potasiu, acid malonic și un amestec de bromură de potasiu și acid sulfuric concentrat, și de asemenea, este necesar și un indicator redoxometric, adesea feroină (culoarea acestuia se schimbă constant datorită echilibrului dintre forma redusă și forma oxidată). În cazul feroinei, culoarea se modifică de la albastru (corespunzătoare formei cu Fe3+) la roșu (corespunzătoare formei cu Fe2+). În cazul ceriului, indicatorul trece de la galben (Ce4+) la incolor (Ce3+). Reacția nu decurge la nesfârșit, întrucât acidul malonic și bromatul se consumă în mediul de reacție.

miniatura|150px|dreapta|Acidul monobromomalonic În timpul reacției, se desfășoară trei procese diferite (notate A, B și C), fiecare cu câteva reacții chimice separate. Procesul A nu implică utilizarea indicatorului redox. Bromura se consumă și este transformată în acid monobromomalonic. În timpul acestei reacții se formează acidul bromos, care reacționează în continuare:Richard J. Field, Friedmann W. Schneider: Oszillierende chemische Reaktionen und nichtlineare Dynamik. In: Chemie in unserer Zeit. 22, Nr. 1, 1988, S. 17–29, .

Procesul A

Odată cu consumarea unei cantități mari de brom, este favorizat în continuare procesul B, al cărui reacții se desfășoară în prezența indicatorului redox. Într-o primă reacție, acidul bromos acționează ca un autocatalizator, dublând concentrația de acid bromos format în reacție:

Cu cât este mai ridicat nivelul de acid bromos, cu atât acesta trece mai ușor în acid hipobromos, astfel că reacția generală pentru procesul B este:

Pentru ca oscilația să fie posibilă, trebuie să aibă loc o altă reacție prin intermediul căreia să se reformeze ioni bromură. Acesta este procesul C, în care acidul malonic (H2Mal), acidul monobromomalonic (HBrMal), hipobromitul și indicatorul redox reacționează regenerând ionii bromură necesari și formând și acidul tartronic [acid 2-hidroximalonic, HOCH(COOH)2]:

500px|miniatura|centru|Structurile feroinei în funcție de pH: forma redusă și respectiv forma oxidată

Schemă 400px|miniatura|centru|Schema grafică a tuturor etapelor ce au loc într-o reacție BZ

Vezi și Acid bromos Reacție Briggs-Rauscher

Note

Legături externe

Reacția BZ reaction, explicații de la The Periodic Table of Videos The Belousov–Zhabotinski Reaction

Categorie:Reacții chimice Belousov-Zhabotinsky Categorie:Termodinamica de neechilibru