A reação de Briggs-Rauscher, também conhecida como "o relógio oscilante", é uma das demonstrações mais comuns de uma reação química do oscilador. A reação começa quando três soluções incolores são misturadas. A cor da mistura resultante será oscilar entre azul claro, âmbar e azul profundo por cerca de 3-5 minutos. A solução acaba como uma mistura azul-preta.
Solução A
Adicionar 43 g de iodato de potássio (KIO3) a ~ 800 mL de água destilada. Mexa 4,5 mL ácido sulfúrico (H2ASSIM4). Continue mexendo até que o iodato de potássio seja dissolvido. Diluir para 1 L.
Solução B
Adicione 15,6 g de ácido malônico (HOOCCH2COOH) e 3,4 g de sulfato de manganês monohidratado (MnSO4. H2O) a ~ 800 mL de água destilada. Adicione 4 g de amido vitex. Mexa até dissolver. Diluir para 1 L.
Solução C
Diluir 400 mL de peróxido de hidrogênio a 30% (H2O2) a 1 L.
Materiais
- 300 mL de cada solução
- Copo de 1 L
- placa de agitação
- barra de agitação magnética
Procedimento
- Coloque a barra de agitação no copo grande.
- Despeje 300 mL de cada uma das soluções A e B no copo.
- Ligue a placa de agitação. Ajuste a velocidade para produzir um vórtice grande.
- Adicione 300 mL de solução C ao copo. Adicione a solução C depois de misturar as soluções A + B, caso contrário a demonstração não funcionará. Desfrutar!
Notas
Esta demonstração evolui com iodo. Vestem óculos de segurança e luvas e realizar a demonstração em uma sala bem ventilada, de preferência sob um exaustor. Tenha cuidado quando preparando as soluções, como os produtos químicos incluem irritantes fortes e agentes oxidantes.
Limpar
Neutralize o iodo, reduzindo-o a iodeto. Adicione ~ 10 g de tiossulfato de sódio à mistura. Mexa até a mistura ficar incolor. A reação entre iodo e tiossulfato é exotérmica e a mistura pode estar quente. Depois de esfriar, a mistura neutralizada pode ser lavada no ralo com água.
A reação de Briggs-Rauscher
IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ -> ICH (CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O
Essa reação pode ser dividida em duas reações de componentes:
IO3- + 2 H2O2 + H+ -> HOI + 2 O2 + 2 H2O
Essa reação pode ocorrer por um processo radical que é ativado quando eu- concentração é baixa ou por um processo não-radical quando o I- concentração é alta. Ambos os processos reduzem o iodato ao ácido hipoiódico. O processo radical forma ácido hipoiódico a uma taxa muito mais rápida que o processo não-radical.
O produto HOI da reação do primeiro componente é um reagente na reação do segundo componente:
HOI + CH2(CO2H)2 -> ICH (CO2H)2 + H2O
Essa reação também consiste em duas reações componentes:
Eu- + HOI + H+ -> eu2 + H2O
Eu2CH2(CO2H)2 -> ICH2(CO2H)2 + H+ + I-
A cor âmbar resulta da produção do I2. O eu2 formas devido à rápida produção de HOI durante o processo radical. Quando o processo radical está ocorrendo, o HOI é criado mais rapidamente do que pode ser consumido. Parte do HOI é usada enquanto o excesso é reduzido em peróxido de hidrogênio para eu-. O crescente eu- a concentração chega a um ponto em que o processo não-radical assume o controle. Entretanto, o processo não-radical não produz HOI quase tão rápido quanto o processo radical; portanto, a cor âmbar começa a clarear à medida que eu2 é consumido mais rapidamente do que pode ser criado. Eventualmente, o eu- a concentração cai baixo o suficiente para o processo radical reiniciar, para que o ciclo possa se repetir.
A cor azul profunda é o resultado do I- e eu2 ligação ao amido presente na solução.
Fonte
B. Z. Shakhashiri, 1985, Demonstrações Químicas: Um Manual para Professores de Química, vol. 2, pp. 248-256.