碘鐘反應
碘鐘反應（Iodine clock reaction）是一種經典的秒錶反應實驗，其體現了化學動力學的原理。它於1886年被瑞士化學家漢斯·蘭多爾特發現。[1]在碘鐘反應中，兩種（或三種）無色的液體被混合在一起，並在幾秒鐘後變成藍色。此反應可以經由多種不同的途徑產生。
過氧化氫型碘鐘
向硫酸酸化的過氧化氫溶液中加入碘酸鉀、硫代硫酸鈉和澱粉的混合溶液。此時在體系中存在兩個主要反應，離子方程式為：
H2O2(aq) + 3I−(aq) + 2H+ → I3− + 2H2O
I3−(aq) + 2S2O32−(aq) → 3I−(aq)+S4O62−(aq)
碘酸鹽型碘鐘
向用硫酸酸化的碘酸鹽中加入亞硫酸氫鈉（或先以較安定的焦亞硫酸鈉溶於水生成亞硫酸氫鈉）以及少量澱粉溶液[2]，此時體系中出現如下反應：
IO3− (aq) + 3HSO3− (aq) → I− (aq) + 3HSO4−(aq)
然後過量的碘酸根離子與碘離子發生歸中反應：
IO3− (aq) + 5I− (aq) + 6H+ (aq) → 3I2 + 3H2O (l)
接着亞硫酸氫鈉將生成的碘還原：
I2 (aq) + HSO3− (aq) + H2O (l) → 2I− (aq) + HSO4−(aq) + 2H+ (aq)
過硫酸鹽型碘鐘
通過過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨將碘離子氧化成碘單質。加入硫代硫酸鈉可以將碘單質還原回碘離子。離子方程式如下：
2I−(aq) + S2O82−(aq) → I2 (aq) + 2SO42−(aq)
I2 (aq) + 2S2O32−(aq) → 2I−(aq) + S4O62−(aq)
氯酸鹽型碘鐘
I3− → I− + I2
ClO3− + HIO + H+ → HIO2 + HClO2
ClO3− + HIO2 → IO3− + HClO2
參見
參考資料
- ^ 參見：
- Landolt, H. Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1886, 19 (1): 1317–1365. doi:10.1002/cber.188601901293 （German）.
- Landolt, H. Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [Part 2] [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1887, 20 (1): 745–760. doi:10.1002/cber.188702001173 （German）.
- ^ Experiment 6: THE RATE LAWS OF AN IODINE CLOCK REACTION (PDF). [2018-04-30]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-05-17）.
- ^ André P. Oliveira and Roberto B. Faria. The chlorate-iodine clock reaction. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (51): 18022–18023. PMID 16366551. doi:10.1021/ja0570537.