时钟反应,在一定温度下,将一定浓度的试剂混合,在某一确定的时间,突然观测到产物出现(一般用指示剂指示产物的生成)。这一类型的反应称为时钟效应。指示产物出现的现象要经过一定的时间,而时间可以通过改变反应物的浓度或其他条件加以调节,很象是一座反应钟。化学振荡是一种周期性的化学现象。早在17世纪,波义耳就观察到磷放置在一瓶口松松塞住的烧瓶中时,会发生周期性的闪亮现象。1921年,勃雷(W.C.Bray)在一次偶然的机会发现H2O2与KIO3 在硫酸稀溶液中反应时,释放出O2的速率以及I2的浓度会随时间周期变化。直到1959年,贝洛索夫首先观察到并随后为恰鲍廷斯基深入研究,丙二酸在溶有硫酸铈的酸性溶液中被溴酸钾氧化的反应,随后人们发现了一大批可呈现化学振荡现象的含溴酸盐的反应系统。时钟反应的机理主要有两类:一:时钟行为是因为产物的反馈。二:时钟行为是由于通往产物的途径因竞争而受阻。“时钟反应”就是一种自催化反应,如碘酸盐与亚硫酸氢盐(又称碘钟反应)的反应,产物I-又是反应物,因而在经历一定诱导期后,反应速率急速增加。所谓时钟反应(即化学震荡反应)是指反应体系中的某一组分的浓度随时间作周期性的变化的情况。为何要符合前面所提的条件呢?原因在于把各种物质的浓度写成随时间变化的微分方程(即化学反应动力学方程)时,在解这个微分方程时,由于条件a<n的存在使得浓度随时间的变化的函数程周期变化。
时钟反应或振荡反应提供了迷人课堂演示实验,也是一个活跃的研究领域。测定含I-浓度很小的碘化物溶液时,利用振荡反应进行化学放大,以求出原溶液中碘离子的浓度。主要步骤是①在中性溶液中,用溴将试样中I-氧化成IO3—,将过量的溴除去。②再加入过量的碘化钾,在酸性条件下,使IO3—完全转化成I2。③将②中生成的碘完全萃取后,用肼将其还原成I-,方程式为H2N-NH2+2I2→4I-+N2↑+4H+。④将生成的I-萃取到水层后用①法处理。⑤将④得到的溶液加入适量的KI溶液,并用硫酸酸化。⑥将⑤反应后的溶液以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定,方程式为:2 Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI。
也就是化学震荡,化学震荡是在某些反应体系中,有些组分的浓度会忽高忽低,呈现周期性变化的现象。也称摇摆反应。
若维持化学振荡的进行,必须不断补充反应物,否则的话,反应的振荡即将停振荡现象的发生必须满足以下条件:
(a)反应必须是敞开体系且远离平衡态;
(b)反应历程中应包含自催化的步骤;
(c)体系必须能有两个稳态存在,即具有双稳定性。在生物化学中也存在振荡现象,如动物心脏的有节律的跳动,在新陈代谢过程中占重要地位的糖酵解反应中,许多中间化合物和酶的浓度也是随时间而周期性的变化。所谓生物钟也是一种振荡现象,实际上生态平衡离不开振荡现象。






