時鐘反應，在一定溫度下，將一定濃度的試劑混合，在某一確定的時間，突然觀測到產物出現（一般用指示劑指示產物的生成）。這一類型的反應稱為時鐘效應。
基本介紹
- 中文名：時鐘反應
- 定義：產物出現的現象要經過一定的時間
- 機理：時鐘行為是因為產物的反饋
- 類別：化學現象
特點,背景,機理,
特點
指示產物出現的現象要經過一定的時間，而時間可以通過改變反應物的濃度或其他條件加以調節，很象是一座反應鐘。
背景
化學振盪是一種周期性的化學現象。早在17世紀，波義耳就觀察到磷放置在一瓶口松松塞住的燒瓶中時，會發生周期性的閃亮現象。1921年，勃雷(W.C.Bray)在一次偶然的機會發現H2O2與KIO3 在硫酸稀溶液中反應時，釋放出O2的速率以及I2的濃度會隨時間周期變化。直到1959年，貝洛索夫首先觀察到並隨後為恰鮑廷斯基深入研究，丙二酸在溶有硫酸鈰的酸性溶液中被溴酸鉀氧化的反應，隨後人們發現了一大批可呈現化學振盪現象的含溴酸鹽的反應系統。
機理
時鐘反應的機理主要有兩類：
一：時鐘行為是因為產物的反饋。
二：時鐘行為是由於通往產物的途徑因競爭而受阻。
“時鐘反應”就是一種自催化反應，如碘酸鹽與亞硫酸氫鹽（又稱碘鐘反應）的反應，產物I-又是反應物，因而在經歷一定誘導期後，反應速率急速增加。
2KIO3+5H2O2+H2SO4→I2+K2SO4+6H2O+5O2↑(1)
I2+5H2O2+K2SO4→2KIO3+4H2O+H2SO4(2)
I2+CH2(COOH)2→CHI(COOH)2+I-+H+(3)
I2+CHI(COOH)2→CI2(COOH)2+I-+H+(4)
I-+I2=I3-(5)
丙二酸的加入是為了以I3-的形式“貯存”I2，以增大I2的溶解度。這樣能延長變色時間周期和循環次數。顯然藍色是由碘分子與澱粉溶液作用的結果。5個反應累加結果發現是H2O2→H2O+O2↑。如果向反應器中不斷加入碘酸鹽、丙二酸、雙氧水反應物，同時產物通過溢流管不斷離開反應器，這樣可以使化學鐘無限期走下去。
也存在其它時鐘反應：
IO3- + 3SO32-===I- + 3SO42-
IO3- + 5I- + 6H+ ===3I2 + 3H2O
3I2 + 3SO32- + 3H2O===6I- + 6H+ + 3SO42-
或
5H2O2 + 2HIO3===5O2 + I2 + 6H2O
I2 + 5H2O2===2HIO3 + 4H2O
在KIO3、KHSO3的酸性混合溶液中加入少量KI和澱粉，不斷地攪拌，有下列反應發生：
IO3- + 5I- + 6H+=3I2+ 3H2O
I2+ HSO3- +H2O=2I- + HSO4- + 2H+
當反應進行到15min時，溶液突然變成藍色，隨之又很快消失，這一反應被稱為時鐘反應。有人用它來解釋生物鐘現象。
這個是所謂的“化學震盪”，一般來講在這樣的反應中，要出現類似於
aX+bY+...=nX+.....的（正向）反應方程式，其中（a<n）。將（1）和（2）合併得 5I-+IO3-+ 6H+ 3HSO4- =6I- + 3HSO3- +6H+.........(3)
按照3式，碘離子符合上面所提的要求。可見是個化學震盪反應。
所謂時鐘反應（即化學震盪反應）是指反應體系中的某一組分的濃度隨時間作周期性的變化的情況。為何要符合前面所提的條件呢？原因在於把各種物質的濃度寫成隨時間變化的微分方程（即化學反應動力學方程）時，在解這個微分方程時，由於條件a<n的存在使得濃度隨時間的變化的函式程周期變化。
