Энд a n, b n нь рад дахь c(t) функцийн тэлэлтийн коэффициентууд (бие даасан гармоник бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн далайцууд), A n нь комплекс далайцууд, w - хэлбэлзлийн давтамж (i - төсөөллийн нэгж). Ерөнхийдөө хэлбэлзлийн далайц ба давтамж нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж болно (доргосон, нэмэгдэж буй, модуляцлагдсан хэлбэлзэл). Хэлбэлзэл үүснэ. холбогч. үечилсэн бус эсвэл тасралтгүй спектртэй байж болно. Хэлбэлзэл үүснэ. холбогч. - тодорхой нарийн төвөгтэй үйл ажиллагааны явцад ажиглагддаг харьцангуй ховор үзэгдэл. Анхан шатны хим. дүүргүүд амарч байна. урвалын системийн термодинамик төлөвт нэг хэвийн хандлагыг хангах үйл явц. . Гомогийн үед хэлбэлзэл үүсэхэд зориулагдсан. изотерм r-tion нь интервалтай байхыг шаарддаг. холбогч. ба тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэл. c(i) i-р интервалтай суурин төлөвүүд байдаг. холбогч. хугацаанаас хамаарахгүй (i =c 0 i-тэй). Системийн хөдөлгөөнгүй төлөвөөс бага зэрэг хазайсан тохиолдолд i-ийн өөрчлөлтийг нарийн төвөгтэй үзүүлэлт бүхий экспоненциалуудын нийлбэрээр тодорхойлно.

Хэмжигдэхүүнүүд l i = g i +i w би, дуудсан онцлог тоо. Хэлбэлзэлгүй байдалд. тогтвортой системүүдл Би сөрөг бөгөөд бодит ( g i<0, w i =0). Эдгээр тохиолдолд ихэвчлэн оронд ньл Би цаг ашигладаг t i =1/ l би. Хэрэв хөдөлгөөнгүй төлөв нь термодинамик төлөвт хангалттай ойрхон байвал. (Onsager-ийн харилцан хамаарал нь сэтгэл хангалуун байна, үзнэ үү), дараа нь бүх зүйлл би бодит ба сөрөг (). Энэ тохиолдолд систем нь хэлбэлзэлгүйгээр хөдөлгөөнгүй байдалд ойртдог. Өндөр тэнцвэргүй системдл i нь хөдөлгөөнгүй төлөвийн эргэн тойрон дахь хэлбэлзлийн харагдах байдалд тохирсон цогц тоо болж чадна. Өндөр тэнцвэргүй системийн параметрүүдийн тодорхой утгын үед (анхны, t-ry гэх мэт) хөдөлгөөнгүй байдал тогтвортой байдлаа алдаж болно. Хөдөлгөөнгүй төлөв байдлын тогтвортой байдал алдагдах нь салаалах онцгой тохиолдол юм, i.e. к.-л-ийн тодорхой (хосолсон) утгад өөрчлөлт орно. тоо эсвэл төрөл параметр дек. кинетик системийн горимууд. Тогтвортой хөдөлгөөнгүй төлөвт хуваагдах хамгийн энгийн хоёр тохиолдол байдаг. Эхний тохиолдолд нэгл би эерэг болж байна. Түүнээс гадна салаалсан цэг дээр (л i =0) анхны тогтвортой төлөв тогтворгүй болох буюу тогтворгүй хөдөлгөөнгүй төлөвтэй нийлж алга болж, систем шинэ тогтвортой төлөвт шилжинэ. Энэ салааны ойролцоо параметрийн орон зайд систем нь дор хаяж гурван суурин төлөвтэй байх бүс байдаг бөгөөд үүнээс хоёр нь тогтвортой, нэг нь тогтворгүй байдаг. Хоёр дахь тохиолдолд энэ нь ажилладаг. нэг цогц шинж чанарын нэг хэсэг. тоо эерэг болно. Энэ тохиолдолд тогтвортой байдал алдагдсан суурин төлөвийн ойролцоо тогтвортой хэлбэлзэл үүсдэг. Салах цэгийг өнгөрсний дараа тоон параметрийн цаашдын өөрчлөлтөөр чичиргээний шинж чанар (давтамж, далайц гэх мэт) ихээхэн өөрчлөгдөж болох боловч чанар. системийн зан үйлийн төрөл хадгалагдана. Химийн чиглэлээр. Системийн тогтворгүй байдал нь голын урсгалыг түүний бүтээгдэхүүн эсвэл бусад төрлөөр түргэсгэх, субстрат эсвэл хөндлөн дарангуйлах (харна уу), завсрын бүтээгдэхүүний төлөөх анхны бодисуудын өрсөлдөөний үр дүнд үүсч болно. холбогч. гэх мэт. Изотерм бус нөхцөлд Системийн тогтворгүй байдлын шалтгаан нь экзотермикийг өөрөө хурдасгах явдал байж болно. r-tion-ийн үе шатууд ба цахилгаан химийн . r-ионуудын хурдны экспоненциал хамаарал. Хамгийн энгийн тогтворгүй байдал ба харгалзах кинетикийн дүр төрх. Системийн төлөвийг хоёртой ферментийн урвалын жишээг ашиглан хялбархан тайлбарлаж болно S 1 ба S 2, тэдгээрийн нэг нь жишээ нь. S 1, E-г дарангуйлдаг:
S 01 D S 1 S 02 D S 2 S 1 +E 1 D S 1 E S 1 E+S 2 D S 1 E : P S 1 E+S 1 D S 1 S 1 E
S 1 ба S 2 нь системд гаднаас орж болно (жишээлбэл, урсгалын реактор эсвэл дамжин өнгөрөх урсгалын улмаас) эсвэл удаан нэгэн төрлийн байдлын үр дүнд үүсдэг. r-tions S 0iД S i (i=1,2); P бүтээгдэхүүнийг мөн устгасан бөгөөд энэ нь үйл явцын явцад нөлөөлөхгүй. S 1 E, S 1 S 2 E ба S 1 S 1 E - фермент-субстратын цогцолбор; идэвхгүй цогцолбор S 1 S 1 E үүссэний улмаас үүсдэг.Энэ системд 6 динамик байдаг. хувьсагч: ба , [E] болон задлах. фермент-субстратын цогцолборын хэлбэрүүд ба [E] + ++ = e - бүрэн. Ихэвчлэн e<< и e<<, поэтому можно применить и представить фермент-субстратных комплексов как алгебраич. ф-ции . В результате поведение системы можно описать двумя дифференц. ур-ниями относительно и . Удобно использовать безразмерные переменные s 1 =/K 1 ба s 2 =/K 2 (K 1 ба K 2 - Michaelis), параметрүүд a 1 ба а 2 - ирэлтийн хувь хэмжээ, түүнчлэн энгийн үе шатуудын хэмжээсгүй хослолууд e, b, g, d, ( хэмжээсгүй цаг хугацаат . Дараа нь дифференциал Тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.


Энэ систем нь хоёр тогтвортой систем буюу триггер гэсэн хоёр тогтвортой хөдөлгөөнтэй байх тохиолдлыг авч үзье. Хэрэв a 2 >> a 1 / e , өөрөөр хэлбэл эргэлтийн хурд S 02Д S 2 нь S 01-ийн хурдтай харьцуулахад маш өндөр юмД S 1 ба ферментийн урвалын хурд, дараа нь энэ нь тогтмол ба тэнцүү байна. Энэ тохиолдолд системийн зан төлөвийг зөвхөн нэг тэгшитгэлээр тодорхойлно (3.1). хамаарал d s 1-ээс s l /d t өөр өөр утгууд дээра 1-ийг Зураг дээр үзүүлэв. 1, а. Тасархай муруй нь бифуркаттай тохирдог. параметрийн утгууд a-a "1 ба а : 1 ба тэдгээрийн хоорондох муруй нь абсциссыг гурван удаа огтолно. Уулзвар цэгүүд нь хөдөлгөөнгүй төлөвтэй тохирч байна s 1 01 , s 1 02 ба s 1 03 , дундаж нь s 1 02 нь тогтворгүй бөгөөд тогтвортой мужуудын таталцлын бүс нутгийг тусгаарладаг s 1 01


Цагаан будаа. 1. Гурван суурин төлөвтэй ферментийн систем (биохимийн гох):а хурдны хамаарал d s 1 /d t хэмжээсгүй S 1-ийн өөрчлөлт, түүний утгаас ( s 1 ) задралтай хурд ( a 1 ) баримт; Тасалсан шугам нь салаалалтад тохирох муруйг заана. үнэт зүйлс a " 1 ба " " 1 ; 6 - суурин утгуудын хамаарал s 0 1-ээс 1 ; s 1 01 ба s 1 0 3 тогтвортой, s 1 0 2 - тогтворгүй хөдөлгөөнгүй байдал.

ба s 1 0 3. Тогтворгүй хамаарлын муруй дээр s 1 0 нь 1 (Зураг 1, б) гурван суурин төлөвтэй муж нь интервалд ( a "1, a "" 1). Удаан ба урвуу параметрийн өөрчлөлтийн хувьд a 1 систем нь өөр өөр траекторын дагуу хөдөлдөг, өөрөөр хэлбэл. гистерезис. Тодорхойлсон хоёр тогтворгүй байдлыг нэг субстратын уусмал бүхий системд авч болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь суурин уусмал бүхий хоёр субстратын уусмалтай адил ажилладаг. нэг . Нэг хувьсагчтай, хоёр тогтворгүй систем нь хэлбэлзэлтэй болохын тулд параметрийг удаан хувьсагч болгон хувиргах шаардлагатай. Ийм хоёр параметр бүхий ферментийн системд, байгалийн хувьд, хоёр дахь ньс 2. Энэ тохиолдолд системийг тодорхойлохын тулд тэгшитгэл (3) хоёуланг нь ашиглах ёстой. S2 дахь харьцангуй өөрчлөлт (Д /) >> бол S l-ийн харьцангуй өөрчлөлттэй харьцуулахад удаан байх болно. Хэмжээгүй параметрт шилжих үед энэ нөхцөл дараах хэлбэрийг авна. a 1 ~ a 2 ~1, e <<1. На фазовой плоскости с координатами s 1, s 2, системийн зан төлөвийг d деривативууд нь тэг-изоклин муруйнуудын харьцангуй байрлалаар чанарын хувьд тодорхойлдог. s 1 / d t ба d s 2 / d t 0-тэй тэнцүү байна (Зураг 2, а). Тэг изоклинуудын огтлолцох цэгүүд нь системийн хөдөлгөөнгүй төлөвтэй тохирч байна. Тасархай шугам нь тэг изоклинийн байрлалыг харуулж байна d s 1 /d t =0, жижиг далайцтай тогтвортой хэлбэлзэл (өөрөө хэлбэлзэл) гарч ирэх үед салаалах үед. Эдгээр хэлбэлзэл нь системийн хаалттай замналтай тохирч байна - гэж нэрлэгддэг. хязгаарын мөчлөг. Системийн цорын ганц хөдөлгөөнгүй төлөв (Зураг 2, а дахь О цэг) нь маш тогтворгүй, ABCD хязгаарын циклээр хүрээлэгдсэн үед цул шугамууд нь салаалалтаас хол байгаа нөхцөлд тэг изоклиныг харуулдаг. Энэхүү хязгаарын мөчлөгийн дагуух системийн хөдөлгөөн нь өөрөө хэлбэлзэлтэй тохирч байна s 1 ба s 2 том далайцтай (Зураг 2, b-ийг үз).


Цагаан будаа. 2. Загварын ферментийн систем дэх өөрөө хэлбэлзэл (тогтвортой хэлбэлзэл): координат дахь a-фазын хавтгай. s 1 - s 2 тэг изоклинуудтай d s 1 /d t =0, d s 2 /d t =0; Тасархай шугам нь тэг изоклинийн байрлалыг харуулж байна d s 1 /d t =0, хэлбэлзэлтэй харгалзах. салаалалт, тогтворгүй хөдөлгөөнгүй төлөвийг тойрсон жижиг хязгаарын мөчлөг O, ABCD том хязгаарын мөчлөг; б - өөрөө хэлбэлзэл s 1 ба s ABCD том хязгаарын мөчлөгт харгалзах 2.

хэлбэлзлийн үе үе үе ажиглагдсан. чичиргээ шумбагч. хэлбэр: синусоид, хөрөө, тэгш өнцөгт гэх мэт; модуляцлагдсан, хагас үечилсэн, стохастик. Ихэнх хэлбэлзлийн долгионы үргэлжлэх хугацаа нь секундын хэдэн хэсгээс хэдэн арван минутын хооронд хэлбэлздэг. Шингэн фазын чичиргээнд жишээлбэл, H 2 O 2 ба S 2 O 4 2-, задрал орно. доторх галоген-хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд, ба. Белоусов-Жаботинский нь усан уусмалд сайн судлагдсан бөгөөд HBrO 3 хувьсах үед задралыг исэлдүүлдэг. org. холбогч, ялангуяа малоны хүчил. Хийн фазын чичиргээний чичиргээг СО, CO болон бусад нэгдлүүдийн дэргэд илрүүлж, судалжээ. Бүх тохиолдолд урвалын эзэлхүүний үе шатууд ба реакторын ханан дээрх гинжний эвдрэл, бөөмжилт, түүнчлэн системийн халалтын үр дүнд урвалын хурдатгал зэрэг болно. экзотермик үе шатууд (дулааны). Цэвэр термокинетик боломжтой. дулааны тогтворгүй байдлын цорын ганц шалтгаан бол өөрөө хэлбэлзэл. Хамгийн энгийн термокинетик загвар. Урсгалын реактор дахь хэлбэлзэл нь V 0 хэлбэртэй байна: IN : P+Q. Энд В бодис нь мономолекулын экзотермик урвал явагддаг хамгийн тохиромжтой урсгалын реактор руу ордог. задралын шийдэл; үүссэн дулааныг реакторын ханаар зайлуулдаг. Энэ урвалын кинетикийг хоёр дифференциалаар тодорхойлно. реакторын доторх B ба температур T-тэй холбоотой тэгшитгэлүүд:


реакторын оролтод [B 0 ] өгөгдсөн бол T 0 нь реакторын хананы температур, k нь коэффициент юм. урвалын шинэчлэлийн хурд реактор дахь хольц, h - коэффициент. хурд, Q - r-ионын дулааны нөлөө, C r - тогтмол үед, r - нягтрал, E ба A -

Белоусовын урвалыг нээхээс өмнө концентрацийн хэлбэлзлийн судалгаа

Химийн чичиргээний тухай анхны нийтлэлүүдийн нэг нь 1828 оноос эхтэй болох нь тогтоогджээ.Түүндээ Т.Фечнер цахилгаан химийн урвалын чичиргээний судалгааны үр дүнг танилцуулсан байна. 1833 онд В.Хершель каталитик гетероген урвалын хэлбэлзлийн талаархи ижил төстэй судалгааг нийтлэв. Хамгийн сонирхолтой нь М.Розенскиолдын 1834 онд хийгдсэн бүтээл бөгөөд түүний зохиогч бага зэрэг фосфор агуулсан жижиг колбонд харанхуйд нилээд хүчтэй гэрэл цацруулж байгааг санамсаргүй анзаарчээ. Фосфор гэрэлтэхэд гайхах зүйл байгаагүй ч долоо дахь секунд тутамд энэ гялбаа байнга давтагддаг нь сонирхолтой байв. Розенскиолдын хэвлэлд чийдэнгийн анивчсан байдлыг нарийвчлан судалсан болно. Дөчин жилийн дараа "анивчиж буй колботой" эдгээр туршилтыг Францын иргэн М.Жубер (1874) үргэлжлүүлэв. Тэрээр туршилтын хоолойд "гэрэлтдэг үүл" үүсэхийг ажиглаж чаджээ. Дахин хорин жилийн дараа Германы эрдэмтэн А.Зентнершвер мөн үе үе фосфорын дэгдэлтэнд агаарын даралт хэрхэн нөлөөлж байгааг судалжээ. Түүний туршилтаар анивчсан хугацаа 20 секундээс эхэлсэн. даралт буурах тусам багассан. Үүний зэрэгцээ Англид химич Т.Торп, А.Таттон нар битүүмжилсэн шилэн саванд фосфорын триоксидын исэлдэлтийн урвалын үе үе дэгдэлтийг ажигласан.

Химийн чичиргээний түүхэн дэх онцгой тод хуудас нь Лизегангийн цагирагтай холбоотой юм. 1896 онд Германы химич Р.Лизеганг фотохимийн туршилт хийж байхдаа номиныг хром агуулсан желатинаар бүрсэн шилэн хавтан дээр унагавал тунадас үүсэх урвалын бүтээгдэхүүн нь тавган дээр төвлөрсөн тойрог хэлбэрээр байрлаж байгааг олж мэдэв. Лизеганг энэ үзэгдэлд ихэд татагдаж, бараг хагас зуун жил судалгаа хийжээ. Үүний практик хэрэглээ бас олдсон. Хэрэглээний урлагт Liesegang бөгжийг дуураймал хаш, малахит, оникс гэх мэт янз бүрийн бүтээгдэхүүнээр чимэглэхэд ашигладаг байсан. Лизеганг өөрөө хиймэл сувд хийх технологийг санал болгосон. Гэсэн хэдий ч шинжлэх ухааны химийн хүрээнд ихээхэн резонанс үүсгэсэн Лизегангийн нээлт анхных биш байв. Мөн түүний өмнө химийн долгионыг судалж, 1855 онд ийм туршилтуудын олон жишээ цуглуулсан Ф.Рунгегийн ном хэвлэгджээ.

Үүнтэй төстэй жишээнүүдийн жагсаалтыг үргэлжлүүлж болно. Үүний дараа хоёр фазын хоорондох интерфэйс дэх осцилляцийн урвалыг илрүүлсэн. Эдгээрээс хамгийн сайн мэддэг нь "төмрийн мэдрэл" ба "мөнгөн усны зүрх" гэсэн тусгай нэрийг авсан металлын уусмалын интерфейс дэх урвалууд юм. Тэдгээрийн эхнийх нь азотын хүчилд төмрийг (утас) уусгах урвал нь В.Ф.-ийн анзаарсан өдөөсөн мэдрэлийн динамиктай гадаад ижил төстэй байдлаас шалтгаалан нэрээ авсан. Оствальд. Хоёр дахь нь, эс тэгвээс түүний хувилбаруудын нэг нь металл мөнгөн усны гадаргуу дээрх H 2 O 2 задралын урвал юм. Урвал нь мөнгөн усны гадаргуу дээрх исэлдлийн хальсыг үе үе үүсгэж, уусгах явдал юм. Мөнгөн усны гадаргуугийн хурцадмал байдлын хэлбэлзэл нь зүрхний цохилтыг санагдуулдаг дуслын хэмнэлтэй импульс үүсгэдэг. Гэвч эдгээр бүх урвалууд химичүүдийн анхаарлыг тийм ч их татсангүй, учир нь химийн урвалын явцын талаархи санаанууд тодорхойгүй хэвээр байв.

Зөвхөн 19-р зууны хоёрдугаар хагаст. Термодинамик ба химийн кинетик үүссэн нь чичиргээний урвал, тэдгээрийн шинжилгээний аргуудыг сонирхоход хүргэв. Үүний зэрэгцээ тэнцвэрийн термодинамикийн хөгжил нь ийм үйл явцыг судлахад тоормосны үүрэг гүйцэтгэсэн юм. Энэ нь "өмнөх мэдлэгийн инерц"-ийн асуудал байсан бололтой. Профессор Шнолын хэлснээр, "боловсролтой хүн асар их тооны молекулуудын эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөнд макроскопийн дарааллыг төсөөлж чадахгүй байсан: бүх молекулууд нэг эсвэл өөр төлөвт байдаг, энэ нь тэнцвэрийн төлөвт ойр байх боломжгүй юм! Тэр жилүүдийн термодинамикийн дагуу урвалууд хараахан дуусаагүй, урвалд орж буй бодисын концентраци тэнцвэрт байдалд хүрээгүй үед тэнцвэрт бус химийн системд зориулсан хэлбэлзлийн горимд хязгаарлалт байхгүй Нөхцөл байдал химичүүдийн анхаарлыг татсангүй... “Бүрэн мэдлэгийн төмөр дөнгө”-өөс гарч, тэнцвэрт байдлаас алслагдсан системийн үйл ажиллагааг судлахын тулд оюуны асар их хүчин чармайлт шаардагдана.”

Гэсэн хэдий ч аль хэдийн 1910 онд Италийн А.Лотка дифференциал тэгшитгэлийн системийн шинжилгээнд үндэслэн химийн систем дэх хэлбэлзлийн боломжийг урьдчилан таамаглаж байсан. Гэсэн хэдий ч анхны математик загварууд нь зөвхөн суларсан хэлбэлзэлтэй тохирч байв. Зөвхөн 10 жилийн дараа Лотка дараагийн хоёр автокаталитик урвал бүхий системийг санал болгосон бөгөөд энэ загварт хэлбэлзлийг аль хэдийн унтрааж болно.

Гэсэн хэдий ч физикч, химич нарын байр суурь энд зөрөөтэй байв. 20-р зууны физик, математикийн хамгийн гайхалтай ололтуудын нэг. - хэлбэлзлийн онолыг бий болгох. Энд нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн агуу гавьяа нь Зөвлөлтийн физикчдэд хамаатай. 1928 онд аспирант А.А. Ирээдүйн академич Андронов физикчдийн их хурал дээр "Пуанкарегийн хязгаарын мөчлөг ба өөрөө хэлбэлзлийн онол" гэсэн илтгэл тавьжээ.

1930-аад оны эхээр. ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академийн Химийн Физикийн Хүрээлэнд фосфорын уурын чичиргээний люминесценцтэй төстэй "хүйтэн дөл" -ийн люминесценцийн хэлбэлзлийг олж илрүүлсэн нь алдарт физикч Д.А. Лотка кинетик загварт үндэслэн эдгээр хэлбэлзлийг тайлбарласан Франк-Каменецки. Мөн 1947 онд тус хүрээлэнд И.Е.-ийн бичсэн "Нэг төрлийн химийн урвалын үе үе үүсэх онолын талаар" сэдэвт диссертацийг хамгаалахаар тавьсан. Сальников Франк-Каменецкийн шинжлэх ухааны удирдлаган дор. Энэхүү диссертацид химийн чичиргээг судалсан зуу гаруй жилийн түүхийн талаарх өргөн мэдээлэл, академич Андроновын сургуулиас боловсруулсан шугаман бус чичиргээний онолын аргуудыг ашиглан онолын судалгааны анхны үр дүнг багтаасан болно. Гэвч тэр үед түүнийг өмгөөлсөнгүй. Вольтерийн хэлснээр, "Фрэнк-Каменецки, Сальников нарын химийн өөрөө хэлбэлзлийн талаархи ажил нь диссертаци, ном болон хэд хэдэн өгүүлэлд тусгагдсан нь тухайн үеийн химийн шинжлэх ухаанд шинэлэг зүйл байсан ч үүнийг цөөхөн хүн ойлгосон инноваци нь "Терслийн үзэл суртал" (Андроновын нэр томъёо) нь химийн шинжлэх ухаан, практикийн өдөр тутмын амьдралд харь байсан бөгөөд энэ нь 1940-өөд онд Франк-Каменецки, Сальников нарын бүтээлийг дайсагнасан, мөн хэзээ гэж тайлбарлаж болно. химийн чичиргээний хоёр дахь нээлт болсон бөгөөд хэн ч үүнийг санасангүй." Белоусов эдгээр бүтээлийн талаар ямар нэгэн ойлголттой байсан эсэх нь нууц хэвээр байна. Ямартай ч түүний хоёр өгүүлэлд өмнөх үеийнхний ажил үйлсийг дурдаагүй болно.

Ашигласан материалууд:
him.1september.ru, Wikipedia, Nature сэтгүүл, scholarpedia.org, hopf.chem.brandeis.edu, online.redwoods.cc.ca.us, vivovoco.rsl.ru.

Чичиргээт урвал– исэлдэлтийн үечилсэн урвалын ангилал. Урвалын механизм нь түгжээний төхөөрөмжийн ажиллагаатай төстэй. Ийм урвалыг анх 1951 онд Москвагийн химич Б.П.

Чичиргээний урвал нь катализаторын оролцоотойгоор явагддаг (энэ нь церийн ионуудын оролцоотой урвалын явцад анх нээгдсэн) бөгөөд ихэвчлэн хоёр үе шатаас бүрдэнэ.

Ийм урвал гарах боломжийг баталгаажуулах шаардлагатай нөхцөлүүд:

а) эхний шатны хурд нь хоёр дахь шатны хурдаас хамаагүй их байх ёстой;

б) хоёр дахь шатанд эхний үе шатны явцыг саатуулдаг нэгдэл гарч ирэх ёстой (үүнийг дарангуйлагч гэж нэрлэдэг).

Церийн (III) давсны усан уусмал (жишээлбэл, церийн сульфат), калийн бромат KBrO 3 ба бромомалоны хүчил HO(O)C – CH(Br) – C(O)OH зэргийг холих үед ижил төстэй урвал ажиглагдаж болно. Урвалын массыг хүхрийн хүчлээр хүчиллэгжүүлнэ.

Эхний шатанд гурван валент церийн ион (цэрийн давсны задралаас үүссэн) нь бромат анионоор (калийн броматаар хангагдсан) буурдаг. Энэ тохиолдолд Ce(III) ион нь Ce(IV) болж исэлддэг бөгөөд энэ нь урвалын уусмалын өнгө өөрчлөгдөхөд гаднаас мэдэгдэхүйц юм - усан уусмал дахь Ce(III) ионууд өнгөгүй, Ce(IV) нь шар.

10Ce 3+ + 2BrO 3 – + 12H + = 10Ce 4+ + Br 2 + 6H 2 O (I)

Дараагийн шатанд үүссэн Ce (IV) ион нь бромомалоны хүчилтэй урвалд орж, исэлдүүлнэ.

4Ce 4+ + HO(O)C – CH(Br) – C(O)OH + 2H 2 O =

4Ce 3+ + HC(O)OH + 2CO 2 + 5H + + Br - (II)

Энэ тохиолдолд цери дахин Ce(III) ион болж, I урвалд дахин оролцох боломжтой. Энэ тохиолдолд ердийн катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг, урвалд оролцдог боловч зарцуулагддаггүй, гэхдээ урвалд орохгүй. түүнгүйгээр үргэлжлүүлээрэй. Урвалын явцад калийн бромат ба бромомалоны хүчил зарцуулагддаг, цери нь зөвхөн нэг урвалжаас нөгөөд электрон дамжуулдаг (анхны урвалжуудыг хараар, урвалын бүтээгдэхүүнийг улаанаар тэмдэглэсэн):

Энэ урвалын онцлог нь II үе шатанд бромын анион Br нь дайвар бүтээгдэхүүн болж харагдана. – . Энэ нь дарангуйлдаг, өөрөөр хэлбэл I үе шатыг дарангуйлдаг боловч II шатанд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Үүний үр дүнд II шатны бүтээгдэхүүнүүд, ялангуяа Ce 3+ ионууд урвалын системд хуримтлагддаг. Тодорхой үед эдгээр ионууд их хэмжээгээр хуримтлагдах үед бромын ионууд I үе шатыг дарангуйлж чадахгүй бөгөөд энэ нь өндөр хурдтай явагддаг. Ce (IV) ионууд системд дахин гарч ирэх ба дараа нь II удаашралд оролцдог. Тиймээс бромын ионууд нь гох үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эхний шатыг тодорхой цэг хүртэл эхлүүлэхээс сэргийлдэг. Гаднаас нь харахад (усан уусмал дахь Ce(III) ионууд нь өнгөгүй, Ce(IV) нь шар өнгөтэй): урвалын масс тэр даруй шар болж, дараа нь аажмаар өнгөө алддаг (Зураг 4, шил №1). Өнгө нь ойролцоогоор минут хагас тутамд өөрчлөгддөг бөгөөд цагийн интервал нь хэдэн цагийн турш өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Хэрэв та хэрэглээний урвалжуудыг аажмаар нэмбэл ийм "химийн цаг" маш удаан ажиллах болно. Температур нэмэгдэхийн хэрээр хэлбэлзлийн урвалын мөчлөг богиносдог.

Осцилляцийн урвалын бусад жишээнүүд байдаг. Дээр дурдсан системд церийн ионыг төмрийн ионоор сольж болно. Үүнийг хийхийн тулд усан уусмалд улаан өнгөтэй фенантролины гурван молекул бүхий Fe(II) сульфатын цогцолборыг ашиглана (энэ цогцолборыг төмрийн тоон тодорхойлоход өргөн ашигладаг):

Исэлдэлтийн үр дүнд гарч ирдэг ижил төстэй Fe (III) цогцолбор нь урвалын явцад цэнхэр өнгөтэй, цэнхэр өнгө нь нэн даруй улаан болж, аажмаар цэнхэр болж хувирдаг (Зураг 4, шил №2).

Хэрэв бид бромомалоны хүчлийг нимбэгийн хүчил [HOC(O)CH 2 ] 2 C(OH)C(O)OH-ээр сольсон бол манганы давсны каталитик хэмжээгээр хоёр минут тутамд өнгө нь лугших систем үүсдэг (Зураг 1). 4, шил №3) . Оксалийн цууны хүчил HOC(O)CH 2 C(O)C(O)OH церийн давстай зургаан секундын интервалаар тоолно (шил No4). Хөдөлгөөнт дүрс дэх цагийн интервалыг уламжлалт байдлаар харуулсан бөгөөд өнгөний өөрчлөлтийн хамгийн том интервал нь 3-р шилэнд, хамгийн бага нь 4-р шилэнд байна.

Ийм урвалыг олж мэдсэний дараа удалгүй ийм үйл явц нэлээд түгээмэл байдаг нь тогтоогдсон. Үүний үр дүнд зарим хийн фазын урвалууд (жишээлбэл, нүүрсустөрөгчийн исэлдэлт), нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, устөрөгч, аммиакийн гетерофазын исэлдэлт, металлын катализатор дээрх этилен, олон тооны полимержилт зэрэг хэлбэлзлийн процессын ерөнхий онолыг боловсруулсан. үйл явц. Тербеллийн урвал нь биологийн хамгийн чухал үйл явцын явцыг тодорхойлдог: мэдрэлийн импульс үүсэх, булчингийн агшилтын механизм.

Михаил Левицкий