Belousovo ir Žabotinskio reakcija

Belousovo ir Žabotinskio reakcija – osciliuojančios cheminės reakcijos tipas. Tai yra netiesinis osciliatorius, pasireiškiantis sistemose be termodinaminės pusiausvyros. Ši reakcija buvo pirmasis keistasis atraktorius, stebimas cheminėse sistemose.

Atradimas

1951 m. Borisas Belousovas atrado osciliuojančią cheminę reakciją tarp kalio bromato КBrO₃ ir citrinos rūgšties (rūgščioje terpėje, tarkim atskiestoje sieros rūgštyje, H₂SO₄) panaudojant katalizatorių – cerio jonus Ce⁺³ (cerio sulfatas Ce₂(SO₄)₃). Reakcija vyksta netolygiai, osciliuojančiai, o tirpalo spalva beveik periodiškai keičiasi tarp bespalvės (Ce⁺³) ir geltonos (Ce⁺⁴). Šis efektas dar labiau pastebimas naudojant pH indikatorių feroiną (tuomet osciliacijos būna tarp raudonos ir mėlynos spalvos). Atradimas buvo sutiktas su nepasitikėjimu, nes tuo metu buvo manoma, kad virpesiai cheminėse sistemose yra neįmanomi. Įteikto spaudai straipsnio recenzentai ilgai nenorėjo leisti publikuoti.

Reakcijos mechanizmas

1961 m., tuomet dar doktorantas, Anatolijus Žabotinskis iš naujo atrado, taip pat paaiškino šios reakcijos vyksmo dinamiką. 1969 m. Žabotinskis pastebėjo, kad jei reagentus supilti į negilią lėkštelę, tirpalo sluoksnyje atsiranda medžiagų koncentracijos kitimo bangos, matomos plika akimi, jei panaudojami indikatoriai.

Palikus sistemą ramybėje, po kiek laiko (nuo kelių minučių iki valandos) osciliacijos nurimsta dėl įvairiausių disipacinių procesų (reagentų nusėdimas, išgaravimas – sistema pasiekia pusiausvyrą). Todėl norint palaikyti pastoviai vykstančią reakciją, būtina nuolat papildyti reagentų kiekį. Belousovo ir Žabotinskio reakcijos tipo reiškiniai labai svarbūs suprasti periodiniams procesams, vykstantiems gyvuosiuose organizmuose (pvz., širdies plakimas, paros ritmas).

Nuorodos

• rusų kalba, reakcijos atradimo 50-ečiui
• Reakcijos schemos ir diferencialinės lygtys Archyvuota kopija 2008-04-04 iš Wayback Machine projekto.
• Belousovo-Žabotinskio reakcija su paveikslėliais
• Paveikslėliai Archyvuota kopija 2008-10-25 iš Wayback Machine projekto.
• Belousovo-Žabotinskio reakcija su video Archyvuota kopija 2007-02-27 iš Wayback Machine projekto.
• The Belousov-Zhabotinski Reaction Archyvuota kopija 2005-02-13 iš Wayback Machine projekto.   PDF byla