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B

ベロウソフ・ジャボチンスキー反応 Belousov-Zhabotinsky(BZ) Reaction

 

概要

BZ反応は大変珍しい化学振動(Chemical Oscillation)の代表例として知られている。金属イオンを選ぶことで溶液の色がさまざまに変わるので、この反応は試演に向いている。

合成化学的観点からは特筆すべき点は無いものの、生命現象や自然界の挙動、複雑系、非線形科学現象を理解する上で、大変示唆に富む反応の一つとされている。

基本文献

  •  Zhabotinsky, A. M. Chaos 1991, 1
  •  Pechenkin, A. , J. Biosci. 2009, 34,  365.

 

開発の歴史

1951年BZ反応はソ連の化学者ベロウソフによって見出されたが、周期的な現象であることが認められなかったため受理されなかった。その後、1961年にジャボチンスキーが再発見した。

Boris Pavlovich Belousovと Anatoly Zhabotinsky

Boris Pavlovich Belousovと Anatoly Zhabotinsky

 

反応機構

セリウムを用いる場合、Ce(III)とCe(IV)の酸化還元系になり、溶液はそれぞれ無色と黄色。Ce(III)→Ce(IV)の酸化反応は臭化物イオン(Br)の濃度が高いときに速く、Ce(IV)→Ce(III)の還元反応は臭素(Br2)の濃度が高いときに速い。他の条件を適切に設定してやることで、Ce(III)とCe(IV)の間で振動的に酸化還元反応を起こすことができる。

臭素酸塩およびマロン酸を媒介として組み立てられているので、これらが消費されると反応自体は停止する。
BZ_2.gif
詳細はWikipedia(ベロウソフ・ジャボチンスキー反応)に詳しい。

 

反応例

現象が視覚的に明瞭ということもあり、ネット上にも動画が多数公開されている。Youtubeから一つ引用しておく。

BZ反応機構を組み込んだ、化学エネルギーを使って自走するゲル

実験手順

※実験手順自体は簡単で、試薬を混ぜるだけで良い。中学・高校の化学クラブなどでの試演に向いている。

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

 

関連反応

 

関連書籍

 

外部リンク

 

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