Eine Belousov-Zhabotinsky Reaktion oder BZ Reaktion, ist eine einer Klasse von Reaktionen, die als ein klassisches Beispiel der Nichtgleichgewicht-Thermodynamik dienen, auf die Errichtung eines nichtlinearen chemischen Oszillators hinauslaufend. Das einzige allgemeine Element in diesen schwingenden Systemen ist die Einschließung von Brom und einer Säure. Die Reaktionen sind darin theoretisch wichtig sie zeigen, dass chemische Reaktionen durch das Gleichgewicht thermodynamisches Verhalten nicht beherrscht werden müssen. Diese Reaktionen sind vom Gleichgewicht weit und bleiben so seit einer bedeutenden Zeitdauer. In diesem Sinn stellen sie ein interessantes chemisches Modell des Nichtgleichgewichts biologische Phänomene zur Verfügung, und die mathematischen Modelle der BZ Reaktionen selbst sind von theoretischem Interesse.

Ein wesentlicher Aspekt der BZ Reaktion ist seine so genannte "Erregbarkeit"; unter dem Einfluss von Stimuli entwickeln sich Muster darin, was ein vollkommen ruhiges Medium sonst sein würde. Einige Uhr-Reaktionen wie Briggs-Rauscher und BZ das Verwenden des tris (bipyridine) Ruthenium (II) Chlorid als Katalysator können in die sich selbstorganisierende Tätigkeit durch den Einfluss des Lichtes aufgeregt sein.

Geschichte

Die Entdeckung des Phänomenes wird Boris Belousov kreditiert. Er, hat eine Zeit in den 1950er Jahren (verschiedene Quelldatum-Reihen von 1951 bis 1958), das in einer Mischung des Kaliums bromate, Cerium (IV) Sulfat, propanedioic saure und Zitronensäure in verdünnter Schwefelsäure, dem Verhältnis der Konzentration des Ceriums (IV) und Ceriums (III) in Schwingungen versetzte Ionen bemerkt, die Farbe der Lösung verursachend, zwischen einer gelben Lösung und einer farblosen Lösung zu schwingen. Das ist wegen des Ceriums (IV) Ionen, die durch propanedioic Säure auf Cerium (III) Ionen reduzieren werden, die dann zurück zu Cerium (IV) Ionen durch bromate (V) Ionen oxidiert werden.

Belousov hat zwei Versuche gemacht, seine Entdeckung zu veröffentlichen, aber wurde zurückgewiesen mit der Begründung, dass er seine Ergebnisse zur Befriedigung der Redakteure der Zeitschriften nicht erklären konnte, denen er seine Ergebnisse vorgelegt hat. Seine Arbeit wurde schließlich in einer weniger anständigen, nichtnachgeprüften Zeitschrift veröffentlicht.

Später, 1961, hat ein Student im Aufbaustudium genannt Anatol Zhabotinsky diese Reaktionsfolge wieder entdeckt; jedoch wurden die Ergebnisse der Arbeit dieser Männer noch immer nicht weit verbreitet, und waren im Westen bis zu einer Konferenz in Prag 1968 nicht bekannt.

Es gibt mehrere BZ Cocktails, die in der chemischen Literatur und im Web verfügbar sind. Ferroin, ein Komplex von phenanthroline und Eisen sind ein allgemeiner Hinweis. Diese Reaktionen, wenn ausgeführt, in petri Tellern, laufen auf die Bildung zuerst farbiger Punkte hinaus. Diese Punkte wachsen in eine Reihe hinein, konzentrische Ringe auszubreiten oder vielleicht Spiralen auszubreiten, die den durch einen zyklischen Zellautomaten erzeugten Mustern ähnlich sind. Die Farben verschwinden, wenn die Teller geschüttelt werden, und dann wieder erscheinen. Die Wellen gehen weiter, bis die Reagenzien verbraucht werden. Die Reaktion kann auch in einem Trinkbecher mit einem Magnetrührer durchgeführt werden.

Andrew Adamatzky, ein Computerwissenschaftler in der Universität des Westens Englands hat über flüssige Logiktore mit der BZ Reaktion berichtet.

Auffallend ähnliche spiralförmige Schwingungsmuster erscheinen anderswohin in der Natur, an sehr verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen, zum Beispiel das Wachstumsmuster von Dictyostelium discoideum, einer in Boden wohnenden Amöbe-Kolonie. In der BZ Reaktion ist die Größe der aufeinander wirkenden Elemente molekular, und der zeitliche Rahmen der Reaktion ist Minuten. Im Fall von der Boden-Amöbe ist die Größe der Elemente für einzeln-zellige Organismen typisch, und die beteiligten Zeiten sind auf der Ordnung von Tagen zu Jahren.

Ermittlungsbeamte erforschen auch die Entwicklung eines "nassen Computers", mit dem Selbstschaffen von "Zellen" und anderen Techniken, um bestimmte Eigenschaften von Neuronen nachzuahmen.

Siehe auch

• Erregbares Medium
• Briggs-Rauscher Reaktion

Weiterführende Literatur

Links

• Interaktives Wissenschaftsexperiment, das die BZ Reaktion (A-Niveau) präsentiert
• Ein Überblick-Artikel über die Mathematik der BZ Reaktion
• Der Artikel Scholarpedia über die Belousov-Zhabotinsky Reaktion
• Die Reaktion von Belousov-Zhabotinski
• Die Belousov-Zhabotinsky Reaktion
• Die Phänomenologie der Belousov-Zhabotinsky Reaktion, mit Bildern
• Video der BZ Reaktion
• Die Reaktion von Belousov-Zhabotinski PDF Datei
• Papierladungsbrandungen chemische Wellen - das Oszillieren chemischer durch BZ Reaktionen veranlasster Wellen können kleine Gegenstände, Neuen Wissenschaftler, am 18. Februar 2008 antreiben
• Die Hausseite von Anatol M. Zhabotinsky