التفاعلات الدورية

 

---

قد يكون الاسم لا يعبر تماماً عن التفاعل، فهو يسمى بـ Clock Reaction، وهو نوع من التفاعلات الكيميائية، حيث يضاف محلولين غير ملونين لبعضهما، عند لحظة المزج لا يحدث شيء مميز. لكن بعد عدة ثوان من المزج يتغير لون المزيج، أشهرها تفاعل لاندولت Landolt’s Clock Reaction.

المتفاعلات هي: محلول الماء الأوكسيجيني، يضاف إلى محلول يوديد البوتاسيوم، النشاء وتيوكبريتات الصوديوم. يتحول لون المزيج عديم اللون بعد عدة لحظات إلى الأزرق القاتم، تسمى الفترة اللازمة لظهور اللون بدءاً من لحظة المزج بزمن التحريض Induction Time.

يمكن تفسير التفاعل وفق الآلية المقترحة التالية:

يتفاعل A مع B لتشكيل المنتج P:

A+b→P

يعود المنتج P للتفاعل مع C ليتشكل R:

P+C→R

بعد استهلاك كامل المتفاعل C، لن يستطيع الناتج P التفاعل معه، بالتالي سوف يحدث هناك تراكم لتركيز P في المحلول. عند نقطة حرجة من تركيز P، سيكون التركيز عالياً بشكل كاف كي تحقق حدوث تفاعل مع المتفاعل D. هنا سيظهر الناتج الملون:

P+D→Colored Product

كي يحدث هذا التفاعل يجب أن يكون التفاعل الثاني أسرع من التفاعل الثالث كي يسمح بأن يتفاعل P بشكل انتقائي مع C فقط، وفي المرحلة التالية مع D.

ما يحدث هو تفاعل يودات الصوديوم/البوتاسيوم (نفس الفعالية الكيميائية في هذا التفاعل) مع المركب الكبريتي بحسب الآلية السابقة، لينتج اليود الحر (تفاعل أكسدة/إرجاع) ويشكل اليود الحر مع النشاء معقد ذو لون أزرق قاتم.

التفاعل الإجمالي:

S₂O^-2_(aq)+2I^–→I_2(aq)+ 2SO₄^-2

مراحل التفاعل:

IO­₃^-1+3 HSO₃^-1 → I^-1+ 3SO₄^-2 +3H⁺

IO₃^-1+ 8I^-1+ 6H⁺ → 3I₃^-1 + 3H₂O

3I₃^-1+ HSO₃^-1 +  H₂O → 3I₃^-1 + SO₄^-2 + 3H⁺

2I^-1₃ + starch → starch-I^-1₅ complex (blue) + I^-1

عندما يتم استهلاك كامل أيون ثلاثي اليود بسبب وجود أيونات ثنائي السلفيت، سيمنع ذلك من تشكيل المعقد مع النشاء. سيحدث التغير اللوني عند استهلاك كامل ثنائي السلفيت.

يمكن إجراء هذا التفاعل في أي مخبر كيميائي وفق النسب التفاعلية التالية:

ماء مقطر/ ماء منزوع الشوارد 2dm³

– المحلول الأول

نشاء حلول في الماء 0.2 غ

ايتانوات الصوديوم منزوعة الماء (خلات الصوديوم) 4.1 غ

يودات الصوديوم أو البوتاسيوم 50 غ

تيوكبريتات الصوديوم مرتبط به 5 جزيئات ماء 9.4 غ

– المحلول الثاني

حمض الخل الثلجي 30cm³

محلول الماء الأوكسيجيني 500cm³