Relógio químico - Chemical clock

Em uma reação do relógio de iodo , a cor muda após um intervalo de tempo.

Um relógio químico (ou reação de relógio ) é uma mistura complexa de compostos químicos em reação em que o início de uma propriedade observável (descoloração ou coloração) ocorre após um tempo de indução previsível devido à presença de espécies de relógio em uma quantidade detectável. Nos casos em que um dos reagentes tem uma cor visível, cruzar um limite de concentração pode levar a uma mudança abrupta de cor após um lapso de tempo reproduzível.

Tipos

As reações do relógio podem ser classificadas em três ou quatro tipos:

Reação de relógio de depleção de substrato

A reação do relógio mais simples com duas reações:

A → C (taxa k 1 )
B + C → produtos (taxa k 2 , rápido)

Quando o substrato (B) está presente, a espécie de relógio (C) é rapidamente consumida na segunda reação. Somente quando o substrato está totalmente esgotado ou esgotado, a espécie C pode aumentar em quantidade, causando a alteração da cor. O exemplo dessa reação de relógio é a reação de sulfito / iodato, também conhecida como reação de Landolt

Às vezes, a reação do relógio envolve a produção de espécies intermediárias nas três reações consecutivas.

P + Q → R
R + Q → C
P + C → 2R

Dado que Q está em excesso, quando o substrato (P) se esgota, C se acumula resultando na mudança de cor.

Reação do relógio acionada por autocatálise

A base da reação é semelhante à reação de relógio depletivo de substrato, exceto pelo fato de que a taxa k 2 é muito lenta levando à coexistência de substratos e espécies de relógio, portanto, não há necessidade de o substrato ser esgotado para observar o mudança de cor. O exemplo para este relógio é a reação pentationato / iodato.

Comportamento de pseudoclock

As reações nesta categoria se comportam como uma reação de relógio, porém são irreproduzíveis, imprevisíveis e difíceis de controlar. Exemplos são reações de clorito / tiossulfato e iodeto / clorito.

Reação louca do relógio

A reação é irreproduzível em cada corrida devido à falta de homogeneidade inicial da mistura que resulta da variação na taxa de agitação, volume total, bem como geometria dos reatores. A repetição da reação de maneiras estatisticamente significativas leva à curva de distribuição de probabilidade cumulativa reproduzível. O exemplo para este relógio é a reação iodato / ácido arsenoso.

Uma reação pode cair em mais de uma classificação acima, dependendo da circunstância. Por exemplo, a reação de ácido iodato-arsenoso pode ser uma reação de relógio depletiva de substrato, reação de relógio acionada por autocatálise e reação de relógio maluca.

Exemplos

Uma classe de exemplo são as reações de relógio de iodo , nas quais uma espécie de iodo é misturada com reagentes redox na presença de amido. Depois de um atraso, uma cor azul escura aparece repentinamente devido à formação de um complexo triiodeto-amido .

Reagentes adicionais podem ser adicionados a alguns relógios químicos para construir um oscilador químico . Por exemplo, a reação de Briggs-Rauscher é derivada de uma reação de relógio de iodo pela adição de ácido perclórico , ácido malônico e sulfato de manganês .

Veja também

Referências