碘鍾反應

碘鍾反應是一種化學振盪反應，其體現了化學動力學的原理。它於1886年被瑞士化學家Hans Heinrich Landolt發現。在碘鍾反應中，兩種（或三種）無色的液體被混合在一起，並在幾秒鐘後變成靛藍色。碘酸根被硫代硫酸鈉還原是一個很吸引人的反應，常常被用來作為說明反應速率的實驗典範。如事先同時加入少量硫代硫酸鈉標準溶液和澱粉指示劑，則產生的碘便很快被還原為碘離子，直到S2O32－消耗完，游離碘遇上澱粉即顯示藍色。從反應開始到藍色出現所經歷的時間，即可作為反應初速的計量。由於這一反應能自身顯示反應進程，故常稱為“碘鍾”反應。

基本信息

• 中文名：碘鍾反應
• 英文名：Iodine clock reaction

• 發現者：Hans Heinrich Landolt
• 主要實驗試劑：過氧化氫溶液 澱粉 碘酸鹽 硫酸

碘鍾反應

碘鍾反應

碘鍾反應（Iodine clock reaction）是一種化學振盪反應，其體現了化學動力學的原理。它於1886年被瑞士化學家Hans Heinrich Landolt發現。在碘鍾反應中，兩種（或三種）無色的液體被混合在一起，並在幾秒鐘後變成淀藍色。碘鍾反應可以通過不同的途徑實現。

過氧化氫型碘鍾

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，化學方程式為：
H2O2(aq)+3I?(aq)+2H+→ I3+2H2O
I3(aq)+2S2O32?(aq) → 3I-(aq)+S4O62?(aq)

碘酸鹽型碘鍾

向用硫酸酸化的碘酸鹽中加入亞硫酸氫鈉（以及少量澱粉溶液），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)
接著亞硫酸氫鈉將生成的碘還原：
I2 (aq) + HSO3 (aq) + H2O (l) → 2I (aq) + HSO4(aq) + 2H (aq)

過硫酸鹽型碘鍾

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。化學方程式如下：
2I(aq) + S2O82?(aq) → I2 (aq)+ 2SO42?(aq)
I2 (aq) + 2S2O3(aq) → 2I(aq) + S4O6(aq)
氯酸鹽型碘鍾
將盧戈氏碘液、氯酸鈉和高氯酸混合，化學方程式如下：
I3 → I + I2
ClO3? + I + 2H → HIO +HClO2
ClO3 + HIO + H → HIO2 + HClO2
ClO3 + HIO2 → IO3 + HClO2
一個簡單的碘鍾實驗
下面介紹一個簡單的碘鍾實驗

實驗藥品

29%過氧化氫溶液、丙二酸、硫酸錳、可溶性澱粉、碘酸鉀、1mol/L硫酸

實驗步驟

配置甲溶液：量取97mL29%的過氧化氫溶液，轉移入250mL容量瓶里，用蒸餾水稀釋到刻度，得3.6mol/L過氧化氫溶液。

配置乙溶液：分別稱取3.9g丙二酸和0.76g硫酸錳，分別溶於適量水中。另稱取0.075g可溶性澱粉，溶於50mL左右沸水中。把三者轉移入250mL容量瓶里，稀釋到刻度，得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸錳、和0.03%澱粉的混合溶液。
配置丙溶液：稱取10.75g碘酸鉀溶於適量熱水中，再加入20mL2mol/L硫酸溶液酸化。轉移入250mL容量瓶里，稀釋到刻度，得到0.2mol/L碘酸鉀和0.08mol/L硫酸的混合溶液。

將甲、乙、丙三組溶液以等體積混合在錐形瓶中，這混合溶液分別含過氧化氫1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸錳0.0067mol/L、碘酸鉀0.067mol/L、澱粉0.01%。混合後，反應液由無色變為藍紫色，幾秒後褪為無色，接著又稱琥珀色變逐漸加深，藍紫色又反覆出現，幾秒後又消失，這樣周而復始地呈周期性變化。這種振盪反應，又叫“碘鍾反應”。振盪周期約為8秒，反覆振盪能持續10多分鐘。

注意事項

碘鍾反應速率與溫度有關。
丙溶液會隨室溫降低，碘酸鉀以晶體析出，微熱又溶解。甲溶液不宜放置太久，否則過氧化氫分解失效而導致實驗失敗。
不可隨意更改藥品用量。