2006年10月31日

●B-Z反応

振動反応と呼ばれる反応の代表で、Belouzovによって発見された。溶液中で酸化・還元反応が繰り返して起こる非常に特異な反応であり、当時の学会には受け入れられなかったが、彼の死後Zhabotinskyが反応の正当性を立証。両者の名前のイニシャルをとり、B-Z反応と呼ばれている。

最も典型的なB-Z反応は、マロン酸・臭素酸カリウム・臭化カリウムを含む硫酸酸性溶液にオルト-フェナントロリン鉄(Ⅱ)錯体を触媒として加えたものである。これらをうまく混ぜた溶液をスターラーで攪拌すると、赤→青→赤→青のように繰り返し色が変化する。また、スターラーを用いずに溶液を静置すると、同心円状の縞模様が現れる。

振動反応は複数の化学種が関与するプロセスであり、その解析は容易ではないが、単に化学種の振動を再現するモデルとしてBrusselator、時間に加えて空間的拡散を考慮に加えたOregonatorなどが考案されている。

以降は余談だが、溶液中に鉄イオンで呈色する化学種を加えておくと、色が振動変化してとてもきれいである。この手の工夫は数多く、自分が今まで見た中では十色B-Z反応が最も複雑な呈色を示していた。

コメント

この反応は、減衰はしないで半永久的に振動し続けるの?

いや、この振動は徐々に周期が長くなって減衰していく。
最も簡単なBrusselatorモデルでは
A→X
B+X→Y+D
2X+Y→3X
X→E
の同時進行によって反応が進むとされ、結局のところA、BがX、Yを経由してD、Eに変化する過程に過ぎない。
ただ、特定の反応速度定数と濃度の条件がそろったとき、中間物質X、Yが振動するような濃度変化を示すってことらしい。
学術的には、時間的な自己組織化という点で注目される反応だそうだ。

なるほど、わかりやすい。ありがとう。

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