ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Колебательные химические процессы из "Как превращаются вещества Выпуск 36" Отпустив отведенный в сторону маятник, оттянутую струну или растянутую упругую пружину, мы наблюдаем их периодические колебательные движения. [c.126] Предсказания возможности колебаний в химических системах, подобных только что описанной, делались, начиная с 1910 г. (работы Лотка), на основе анализа системы дифференциальных уравнений. Одиако первые математические модели соответствовали совершенно невозможным реакциям. К тому же все попытки экспериментального обнаружения колебательных реакций долгое время оставались слаборезультативными в каждой из предложенных систем можно было углядеть либо методические ошибки, либо нехимический источник колебаний. Действительно, если в произвольную химическую систему ввести таймер , который будет, иапример, периодически вбрасывать 0 реактор допмнительные порции реагентов, — очевидно, возникнут и колебания скорости. Такие колебания аналогичны вынужденным колебаниям в механике. Но собственные колебания, задаваемые внутренним таймером в химических системах, долгое время найти не удавалось. [c.128] Наконец, в 1958 г, появилось первое сообщение о чисто химической колебательной реакции. Б. П. Белоусов наблю дал периодическое изменение окраски раствора, в котором происходило окисление лимонной кислоты бромат-ионом (ВгО ) в присутствии иоиов церия. [c.129] Одному из авторов этой книги довелось присутствовать на первых докладах А. М. Жаботинского, продолжившего и развившего работы Б. П. Белоусова. Докладчик изложил математическую модель процесса, а затем продемонстрировал цилиндр, содержимое которого периодически то окрашивалось в вишнево-красный цвет, то становилось прозрачным. Несмотря на очевидность, из-за необычности наблюдаемого все равио хотелось сказать, что этого не может быть. [c.129] Детальная кинетическая картина, т. е. набор элементарных кинетических реакций, характеризуемых константами скоростей для колебательных реакций Белоусова — Жаботинского, ие установлена и по сей день. Основные же стадии ее выяснены. [c.129] По завершении периода индукции происходит самоуско-ряющийся быстрый переход иоиов Се в Се и раствор окрашивается вновь. До тех пор, пока в системе есть бромат и малоновая кислота, химические часы будут тикать . [c.129] Значение колебательных химических процессов далеко выходит за рамки красивых демонстраций. Детальное изучение взаимодействия колебаний, распространяющихся от двух пространственно удаленных центров, помогло разобраться в различных видах аритмии, возникающих в сердечной мышце. В настоящее время кинетика колебательных реакций является бурно развивающейся отраслью знания, возникшей на стыке биологии, медицины, физики, химии. [c.130] Возможно, у любителей строгого изложения возникнет чувство неудовлетворенности из-за отсутствия мате.мати-ческого рассмотрения колебательных реакций. Такая математика достаточно сложна, и ей место скорее в научных монографиях, а не в популярной книге. Не случайно теоретические работы по колебательным реакциям продолжают выходить н по сей день, хотя соответствующий математический аппарат был развит еще в прошлом столетии. [c.130] После того как основные моменты колебательных реакций были выяснены, стало бурно развиваться и нх математическое моделирование, что привело к неожиданным результатам. Оказалось, что одна из простейших химических схем, описывающих колебания в системе двух последова-те 1ьиых автокаталитических реакций, математически тождественна уравнениям, которые Вольтерра в начале 30-х годов использовал для описания экологических процессов. [c.131] Рассмотрим экологическую систему, в которой растет трава, служащая пищей для зайцев, а те в свою очередь служат пищей ва,1кам. [c.131] Дальше, после того как численность волков достигла минимума, за зайцами и охотиться-то толком некому. Зайцы начинают плодиться как кролики , и скудному волчьему поголовью за ними уже не уследить. Численность зайцев в сжатые сроки достигнет уровня, который в состоянии прокормить трава. И снова изобилие зайцев — волкам раздолье. [c.132] Вернуться к основной статье