化學振盪是指在化學反應中出現其反應物（或生成物）的濃度均勻一致地隨時間而來回振盪的現象。這是一種時間尺度上的有序結構，只有在遠離平衡態的開化學系才可能產生。這也是一種耗散結構。反應動力學指出，在外界條件不變情況下，化學反應淨速率將越來越小，最後趨於動態平衡，但是1921年雷勃發現了另一種化學反應，它在反應進程中某些成分會隨時間忽高忽低地作周期性變化，這稱之為化學振盪或化學鐘。
基本介紹
- 中文名：化學振盪
- 外文名：chemical oscillation；chemical clock
- 周期性變化：是發生在非平衡態時的現象
- 條件：反應必須是敞開體系且遠離平衡態
發展歷史,必要條件,主要用途,
發展歷史
化學振盪反應最早是由美國科學家W.C.Bray在1921年用H2O2、IO3和CH2(COOH)2(以H2SO4為介質，MnSO4為催化劑)進行反應時發現的。但由於當時人們無法解釋其產生的原因，所以並未引起人們的重視，這就使得化學振盪反應的研究，在很長時間被人們所冷落。1873年李普曼(G．I ippman)報導了汞心實驗是一種周期現象。此後，就有很多科學家發現了不少的振盪現象，其中 1958年前蘇聯科學家伯諾索夫的發現，在化學振盪的實驗研究中是一個轉折點。他在對溴酸鉀、硫酸鈰和檸檬酸的稀硫酸溶液的封閉體系研究中觀察到濃度振盪現象。20世紀60年代，普利高津(I．Prigogine)領導下的布魯塞爾學派在非線性非平衡態熱力學研究中取得重大突破，提出了著名的耗散結構理論。該理論指出：某些遠離平衡態的系統，通過耗散能量和物質，有可能達到一種時間或空間有序的狀態，他們稱這種狀態為耗散結構。這樣就從熱力學上證明了化學振盪反應的發生是可能的。耗散結構理論的建立為振盪反應提供了理論基礎，從此振盪反應贏得了重視，研究迅速發展。同時，Prigogine等人還給出了產生振盪的條件：(1)遠離平衡態；(2)有反饋存在；(3)有多復位態存在；(4)開放系統。
近二三十年來，對化學振盪的研究則更多，研究內容包含了有關化學振盪的許多問題如化學振盪反應的熱力學因素，動力學因素，用數學方法和程式軟體來研究化學振盪反應，以及如何進行反饋和尋找新的振盪器等，並且不斷在尋找研究化學振盪的新方法。
有些化學反應體系(如B-Z反應體系)在某些確定的外部條件下並不發展到不隨時間變化的定態或平衡態，而是發展到其狀態量(如某些中間物組分的濃度)隨時間周期變化的狀態。化學反應體系中某些狀態量隨時間周期變化的狀態稱為化學振盪，有時也稱為化學鐘。
必要條件
發生化學振盪現象必須滿足如下幾個條件：
（1）反應必須是敞開體系且遠離平衡態；
（2）反應歷程中應包含自催化的步驟；
（3）體系必須存在兩個或兩個以上的穩定狀態。
