碘钟实验

碘钟实验反应速率的测定是用所谓的“时钟”反应。这是利用一个快速反应（或一系列快速反应组合），以特定现象（通常用带有特定颜色的物质作指示剂）来显示某一特别量之反应物（在此为 S2O32-）已消耗完毕。此类反应与生命钟相似，故称为“碘钟实验”。一般的化学反应，反应物和生成物的浓度单调地发生变化，最终达到不随时间变化的平衡状态。然而在某些反应体系中，有些组分的浓度会忽高忽低，呈现周期性变化，这种现象称为化学振荡。

实验仪器玻璃棒、烧杯、量筒。

实验药品29%过氧化氢溶液、丙二酸、硫酸锰、可溶性淀粉、碘酸钾、1mol/L硫酸1。

实验步骤1.配置甲溶液：量取97mL29%的过氧化氢溶液，转移入250mL容量瓶里，用蒸馏水稀释到刻度，得3.6mol/L过氧化氢溶液。

2.配置乙溶液：分别称取3.9g丙二酸和0.76g硫酸锰，分别溶于适量水中。另称取0.075g可溶性淀粉，溶于50mL左右沸水中。把三者转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到含0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸锰、和0.03%淀粉的混合溶液。

3.配置丙溶液：称取10.75g碘酸钾溶于适量热水中，再加入20mL1mol/L硫酸溶液酸化。转移入250mL容量瓶里，稀释到刻度，得到0.2mol/L碘酸钾和0.08mol/L硫酸的混合溶液。

4.将甲、乙、丙三组溶液以等体积混合在锥形瓶中，此混合溶液含过氧化氢1.2mol/L、丙二酸0.05mol/L、硫酸锰0.0067mol/L、碘酸钾0.067mol/L、淀粉0.01%。

实验现象混合后，反应液由无色变为蓝紫色，几秒后褪为无色，接着又变成琥珀色便逐渐加深，蓝紫色又反复出现，几秒后又消失，这样周而复始地呈周期性变化。这种振荡反应，又叫“碘钟反应”。振荡周期约为8秒，反复振荡能持续10多分钟2。

注意事项1.碘钟反应速率与温度有关。

2.丙溶液会随室温降低，碘酸钾以晶体析出，微热又溶解。甲溶液不宜放置太久，否则过氧化氢分解失效而导致实验失败。

3.不可随意更改药品用量。

类似反应过氧化氢型碘钟

向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。此时在体系中存在两个主要反应，化学方程式为：

H2O2(aq)+3I-(aq)+2H+(aq)→I3-(aq)+2H2O(l)

I3-(aq)+2S2O32-(aq)→3I-(aq)+S4O62-(aq)

碘酸盐型碘钟

向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（以及少量淀粉溶液），此时体系中出现如下反应：

IO3-(aq)+3HSO3-(aq)→I-(aq)+3HSO4-(aq)

然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应：

IO3-(aq)+5I-(aq)+6H+(aq)→3I2+3H2O(l)

接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原：

I2(aq)+HSO3-(aq)+H2O(l)→2I-(aq)+HSO4-(aq)+2H+(aq)

过硫酸盐型碘钟

通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。化学方程式如下：

2I-(aq)+S2O82-(aq)→I2(aq)+2SO42-(aq)

I2(aq)+2S2O32-(aq)→2I-(aq)+S4O62-(aq)

氯酸盐型碘钟

将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合，化学方程式如下3：

I3-→I-+I2

ClO3-+I-+2H+→HIO+HClO2

ClO3-+HIO+H+→HIO2+HClO2

ClO3-+HIO2→IO3-+HClO2

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学