化學(xué)振蕩在分析測(cè)定中的應(yīng)用研究.pdf

1、化學(xué)振蕩不同于我們所熟知的化學(xué)反應(yīng)，在普通的化學(xué)反應(yīng)中，隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行反應(yīng)物的濃度越來越小而生成物的濃度越來越大，直到反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)。而在化學(xué)振蕩體系中，當(dāng)反應(yīng)物的濃度在特定的范圍內(nèi)時(shí)，其濃度隨著反應(yīng)時(shí)間呈現(xiàn)周期性的變化，如果振蕩體系顏色能夠發(fā)生改變，我們能夠很清楚的觀察到體系中溶液的顏色隨著時(shí)間呈現(xiàn)周期性的變化。由于此類體系遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，很容易受到外界環(huán)境微小變化的影響。因此我們可以利用外界條件變化對(duì)化學(xué)振蕩產(chǎn)生的影響實(shí)現(xiàn)對(duì)外加

2、物質(zhì)的分析檢測(cè)?；瘜W(xué)振蕩是在遠(yuǎn)離平衡態(tài)條件下發(fā)生的一種周期性現(xiàn)象，目前已知的化學(xué)振蕩體系有Belousov-Zhabotinskii(B-Z)體系， Bray-Liebhafsky(B-L)振蕩體系和Briggs-Rauscher(B-R)振蕩體系。本研究分為四個(gè)部分：
　　第一章介紹了非線性振蕩化學(xué)的基本概念及其常見的非線性化學(xué)振蕩。并對(duì)非線性化學(xué)發(fā)展過程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，同時(shí)闡述了非線性化學(xué)振蕩體系在分析檢測(cè)上的應(yīng)用。

3、　　第二章介紹了如何利用四氮雜大環(huán)鎳([NiL](ClO4)2，其中L表示5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11-四氮環(huán)雜十四-4，11-二烯）作為催化劑的Briggs-Rauscher振蕩反應(yīng)定量測(cè)定2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)濃度的新方法，以及探究BR振蕩體系中各組分初始濃度濃度（硫酸，碘酸鉀，催化劑，丙二酸，雙氧水）和待測(cè)物加入時(shí)間對(duì)振蕩體系的影響，從而確立了定量分析BHT的最佳濃度。通過實(shí)驗(yàn)我們得到加

4、入振蕩中BHT的濃度直接影響著振蕩體系抑制時(shí)間(tin)。BHT對(duì)B-R振蕩體系的抑制時(shí)間不僅隨著BHT濃度的增加而增加（1.95×10-7 mol/L～1.56×10-5 mol/L）也隨著加入時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。根據(jù)BHT濃度與抑制時(shí)間的關(guān)系，從而建立相應(yīng)的工作曲線。加入BHT對(duì)抑制時(shí)間的影響在低濃度范圍內(nèi)(1.95×10-7～6.25×10-6 mol/L)呈現(xiàn)二次函數(shù)關(guān)系，線性回歸方程為tin=-2.659E12C2(BHT)+4

5、.307E7C(BHT)+8.652(N=9，R=0.99905);在高濃度范圍內(nèi)(6.25×10-6～1.56×10-5 mol/L)，呈現(xiàn)一次線性關(guān)系，線性回歸方程為tin=4.817E7C(BHT)-113.126(N=8，R=0.98666)。因此，我們可以根據(jù)加入在振蕩體系中的未知濃度的BHT的濃度所產(chǎn)生的抑制時(shí)間的長(zhǎng)短來實(shí)現(xiàn)對(duì)其的定量分析。同時(shí)考察了干擾離子對(duì)BHT測(cè)定的影響，此外，還通過循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)，電化學(xué)阻抗實(shí)驗(yàn)對(duì)BHT

6、對(duì)振蕩反應(yīng)產(chǎn)生抑制時(shí)間的機(jī)理進(jìn)行了解釋。
　　第三章介紹了如何利用四氮雜大環(huán)鎳([NiL](ClO4)2，其中L表示5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11-四氮環(huán)雜十四-4，11-二烯）作為催化劑的B-R振蕩反應(yīng)來定性的比較二丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)、沒食子酸丙酯(PG)三種常見抗氧化劑的抗氧化能力。通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)在振蕩溶液中加入相同濃度的抗氧化劑，其對(duì)振蕩反應(yīng)產(chǎn)生的抑制時(shí)間（tin）不同

7、。其中PG對(duì)振蕩體系產(chǎn)生的抑制時(shí)間最短，而BHT對(duì)振蕩體系產(chǎn)生的抑制時(shí)間最長(zhǎng)。通過實(shí)驗(yàn)我們還發(fā)現(xiàn)，這三種抗氧化劑加入振蕩反應(yīng)的濃度與振蕩反應(yīng)產(chǎn)生的抑制時(shí)間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，因此，該方法可以用于此三種抗氧化劑的定量及定性分析。由于加入體系的抗氧劑是微量的，加入后反應(yīng)速率越快，體系振蕩恢復(fù)越快即抑制時(shí)間越短，因此我們可以得出沒食子酸丙酯的抗氧化性大于丁基羥基茴香醚，二丁基羥基甲苯的抗氧化性最小。同時(shí)利用三種抗氧化劑對(duì)DPPH自由電子捕獲的

8、能力大小和電化學(xué)阻抗實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)的振蕩反應(yīng)比較抗氧化劑抗氧化能力的準(zhǔn)確性。最后利用循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)對(duì)振蕩反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了解釋。
　　第四章介紹了應(yīng)用Ce(SO4)2催化的非線性化學(xué)體系對(duì)間苯二酚、對(duì)苯二酚和鄰苯二酚的鑒別區(qū)分方法，本鑒別方法是基于非線性化學(xué)體系對(duì)苯二酚同分異構(gòu)體的敏銳響應(yīng)而開發(fā)的一種電化學(xué)振蕩體系法。具體地說，是將相同濃度待鑒別樣品（間苯二酚或?qū)Ρ蕉踊蜞彵蕉樱┓謩e加入到三組振蕩體系中，根據(jù)待鑒別樣品對(duì)振蕩體系所產(chǎn)生

9、的抑制時(shí)間或電勢(shì)變化的不同，實(shí)現(xiàn)對(duì)待鑒別樣品的定性分析:若加入待鑒別溶液后振蕩體系的最低點(diǎn)電勢(shì)幾乎不變（或略有降低），但振蕩受到抑制，且伴隨一段抑制時(shí)間后恢復(fù)振蕩，則所加入的待鑒別樣品為間苯二酚;若加入待鑒別溶液后振蕩體系的最低點(diǎn)電位急劇下降，但振蕩不受抑制（沒有抑制時(shí)間），則所加入的待鑒別樣品為對(duì)苯二酚或鄰苯二酚，此時(shí)比較兩者加入到振蕩體系中體系電勢(shì)變化情況進(jìn)行判斷，其中電勢(shì)下降幅度較大的為對(duì)苯二酚，電勢(shì)下降幅度小的為鄰苯二酚。間苯二