字词模式
句模式
段模式
系统设置
更多按钮
网址切换
保存状态
用户反馈
页面收藏
-AA+
振荡反应

化学振荡现象是指反应体系中产物或中间体的某些状态量(如物质浓度)随时间、空间的变化而发生周期性变化的现象。 若维持化学振荡的进行,必须不断补充反应物,否则的话,反应的振荡即将停止。振荡现象的发生必须满足以下条件:( a)反应必须是敞开体系且远离平衡态;( b)反应历程中应包含自催化的步骤;( c)体系必须能有两个稳态存在,即具有双稳定性。在生物化学中也存在振荡现象,如动物心脏的有节律的跳动,在新陈代谢过程中占重要地位的糖酵解反应中,许多中间化合物和酶的浓度也是随时间而周期性的变化。所谓生物钟也是一种振荡现象,实际上生态平衡离不开振荡现象。

一:概述历史

德国科学家李普曼 Gabriel Lippmann1876年实验室配制溶液时碰巧发现一颗汞珠在溶液中自发地不断收缩、扩张,如心脏的跳动一般。

人们首次正式发现化学振荡反应是在 1921年美国科学家 W· C· BrayH 2 O 2IO 3 -和丙二酸( H 2 SO 4为介质, MnSO 4为催化剂) 进行反应时,发现系统中碘的浓度及氧气的生成速率均随时间产生周期性变化。 但之后很长时间内人们一直无法从热力学的角度来 解释化学振荡反应产生的原因。造成了化学振荡反应被人们冷落了很长时间。 20世纪 50年代末 B-Z反应的发现之后,研究步伐大大提高,至今余热不减。

二:原因与条件

1977年诺贝尔奖获得者比利时化学家 Prigogine的工作最为重要。 1945年提出了最小熵产生原理,从热力学上证明了在近离平衡时不可能发生振荡反应。这样就促使人们去研究一些远离平衡态的系统。 1969年他领导下的布鲁塞尔学派又提出了著名的耗散结构 dissipative structures理论。从热力学上证明了化学振荡反应的发生是可能的。生物体就是这样一种体系。发生条件主要有有:远离平衡态 ;有反馈机制 ;双重稳定态 ;是开放系统 。

三:意义与应用前景

反应振荡器的设计和机理研究:寻找灵敏度高、选择性好的反应体系 研究这些振荡反应机理可为非线性科学的建立、发展起推动作用。

振荡反应的耦合: 振荡反应的耦合对人们揭示生物体系的复杂性具有重大的意义。如从单酶体系向多酶体系发展,因为生物体内的振荡反应都是属于多酶体系的。

药物对振荡反应体系的影响研究:通过研究药物对化学振荡反应产生的干扰、对生命系统的周期性现象更深刻的认识,可为医学的发展提供重要信息。