Колебания и бегущие полны в химических системах - Филд Р.
Скачать (прямая ссылка):
Полоска фильтра, содержащая одни волновой фронт, может быть изогнута, перекручена п сложена, а затем погружена в жидкую реагирующую смесь. Две кромки волны становятся нитями сингулярности, заузленнымн п/плп сцепленными в соответствии с геометрией полоски.
Процедура, использующая лист Millipore толщиной только 140 мкм, страдает теми же недостатками, с которыми мы сталкивались при использовании источников в двумерной среде. Пересечение химических градиентов в жидкой среде происходит »а каждой стороне листа, служащего источником, поэтому противоположно вращающиеся сингулярности возникают па расстоянии доли миллиметра друг от друга. Это способствует быстрой аннигиляции. Более толстый пористый материал пз ^используемых фирмой Millipore (может быть, стекловолокно) был 6ы более подходящим.
12.6.2.3. Последовательные смежные стимулы. Процедура Должна быть подобной описанной выше, но с использованием только одного вещества, потенциала или субстрата, нанесенного иа фильтр Millipore. В случае УФ-облученпя в промежутке ме-
ж-л- стимулами необходимо слегка сдвинуть источник света. Так как источник находится вне возбудимой среды, это может значительно упростить методику.
Бюгодарности. Черновой вариант дайной главы был написан весной 1982 г.. когда благодаря любезности Дж. Д. Маррп пз Математического института Оксфордского университета я пользовался гостеприимством Совета но науке и технике (GR/B/903I3). Я многое почерпнул нз бесед с Дэвидом Эпште'йно.м и Джаганнатаном Гоматамом. Я также благодарен фирме IBjM за доступ к вычислительной технике, Герману Гордону и Гарольду Абер.ману !,т помощь в лаборатории и Донне Хауэлл за вндеозапнсывающую аппара-ivpy. Мне доставляет удовольствие поблагодарить Стивена Строглца за не-сколько замечании по улучшению и исправлению отдельных мест рукописи. Окончательная версия была оформлена в то время, когда я находился в качестве гостя в Теоретическом отделе Национальной лаборатории в Лос-Лламосе и пользовался стипендией Джона Симона Гуггенхспма. Я благодарю Национальный научный фонд за субсидню СНЕ-8103322.
Осцилляторы с газовыдслением (ОГВ) представляют собой реакцию в растворе, в которой выделение газообразного продукта происходит в виде серни регулярных выбросов, разделенных периодами покоя с более низкой (иногда фактически нулевой) скоростью выделения газа.
В ОГВ химический механизм, приводящий к образованию растворенного газа, не является сам по себе колебательным, н системы, обсуждаемые в этой главе, отличаются от реакции Брпггса — Раушера [718]; в реакции Брпггса — Раушера периодическое выделение газа происходит благодаря химическому механизму, который сам является колебательным. Точно так же из класса ОГВ исключаются электрохимические и поверхностные процессы, такие, как колебательное выделение водорода при растворении металлов в кислотах [327] и выделение кислорода при гетерогенном разложении перокенда водорода [451]. В ОГВ колебания проявляются в результате физико-химических процессов, которые способствуют переходу растворенного газа в газовую фазу. Как будет показано ниже, эти процессы начинаются с гомогенной нуклеацпн в пересыщенных растворах H включают кинетику как роста, так н гибели пузырьков и оканчиваются выделением газа из раствора.
Хотя только относительно недавно было показано, что колебательное выделение газа является более общим явлением, чем это считалось ранее, первый ОГВ был открыт более 60 лет назад, її это была фактически первая жидкофазпая химическая реакция, в которой наблюдалось колебательное поведение [668]. Эта реакция представляет собой колебательное выделение мо-ноокепда углерода во время дегидрирования муравьиной кислоты концентрированной серной кислотой:
HCOOH —> CO-PH2O (13.1)
При достаточно специфическом составе смеси и температуре Морган [668] наблюдал до 20 циклов затухающих колебаний с периодом около минуты. Его описание этой реакции все еще
ХИМИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ
Я. Бауэре, Р. Нойес
(Peter G. Bowers, Department of Chemistry, Simmons College, Boston, Massachusetts, USA; Richard M. Noyes, Department of Chemistry, University of Oregon, Eugene, Oregon, USA)
Pm- 13 1 Скорость выделения СО из смеси, исходно содержащей 11 мл концентрую',.;.....of, H;SO; и 3 мл 23 M НСО:Н ирн 38 С
ие устарело: «В ходе реакции в жидкости наблюдаются значительные изменения. Очевидно, нет моментов времени, когда бы газ не выделялся, потому что в минимуме присутствует множество пузырьков газа и наблюдается стационарное газовыделе-ине; однако оно очень сильно увеличивается в максимуме, когда наблюдается неожиданное вспенивание всей жидкости. Это происходит благодаря мгновенному образованию огромного количества мелких пузырьков, которые быстро увеличиваются, поднимаются на поверхность н там образуют неустойчивую непу, поднятие и падение которой происходит явно периодически».
Типичная современная запись кривой скорости выделения газа в реакции Моргана показана на рис. 13.1. Запись колебаний так же впечатляюща, как и визуальная их картина. (Важно отметить, что записи на рис. 13.1 и дальнейших рисунках, показывающих форму колебаний, были получены путем непрерывной регистрации давлення в сосуде, сообщающемся с атмосферой через капилляр. Это давление нелинейно связано со скоростью выделения газа. Однако частота воспроизводится точно.)
