Реакция Белоусова-Жаботинского

Реакция Белоусова—Жаботинского является фактически первым зарегистрированным и ставшим к настоящему времени классическим примером возникновения легко наблюдаемых временных и пространственно-временных диссипативных структур в гомогенных абиотических химических системах. [c.386]

Даже упрощенно основные элементы схемы реакции Белоусова—Жаботинского описываются достаточно сложным образом [c.387]

Таблица 8. Реакции Белоусова — Жаботинского с различными

Автор рассматривает реакцию Белоусова — Жаботинского (см. [19 ]). — Прим. перев. [c.368]

Схема реакции [4]. Первоначально для объяснения реакции Белоусова Жаботинский предложил следующую схему [c.17]

Реакция Белоусова—Жаботинского [c.386]

Рис. 18.12. Спиральные волны, наблюдаемые в реакции Белоусова—Жаботинского, протекающей в чашке Петри. Кадры а —е сняты в последовательные моменты времени

При встрече с детерминистским хаотическим явлением, подобным мерцанию неоновой трубки [1] или нерегулярному режиму реакции Белоусова—Жаботинского [2, 3], возникает важный вопрос что такое порядок наблюдаемого хаоса [c.407]

Во второй части содержатся сведения о работах по изучению колебательных химических реакций, выполненных после 1980 г. Особое внимание уделено реакциям Белоусова — Жаботинского, а также новой технике регистрации колебаний, факторам, влияющим на колебательный процесс, математическим моделям. Рассмотрены все известные типы колебательных реакций, особое внимание уделено колебательным реакциям, открытым в последние годы. [c.6]

Со времени открытия реакции Белоусова — Жаботинского (Б—Ж) многочисленные исследователи изучали различные варианты этой реакции. Теоретические и экспериментальные исследования этой реакции по своему объему и числу превосходят то, что сделано в отношении любой другой колебательной реакции. Причина этого состоит в том, что динамическое поведение реакции Белоусова— Жаботинского чрезвычайно разнообразно, а число ее вариантов весьма велико. В этом разделе кратко рассматриваются исследования реакции в период 1980 — 1982 гг. [c.96]

Таблица 7. Реакция Белоусова — Жаботинского с различными субстратами

Рис. 56. Хаотическое решение для реакции Белоусова—Жаботинского переменные Р1, Вг, Р1(/—10 с) 199].

Реакция Белоусова — Жаботинского в ППР. [c.113]

Применяя квазихимическую аналогию, можно свести ситуацию к похожей на известную автоколебательную химическую реакцию Белоусова — Жаботинского [86] и объяснить периодические выбросы и поглощения растворителя периодическими перестроениями сетки, при которых, аналогично механической задаче с маятником, ее эффективная температура (см. рис. IV. 9), концентрация и число или размеры (или функциональность) узлов периодически меняются. Иными словами, при замене внешней силы на внутреннюю эластическую, можно допустить возникновение пульсирующей бинодали (и линии Д), что само по себе возможно [5, 82]. Подобно термодинамическому маятнику система при этом будет проскакивать через положения равновесия. [c.136]

Термодинамическая основа самоорганизации в открытой системе состоит в оттоке энтропии в окружающую среду. Этим определяются и онтогенез, и эволюция. Синергетика есть область физики, изучающая такого рода процессы самоорганизации, с которыми мы встречаемся и в космологии (образование галактик, звезд и планет), и в физике атмосферы (скажем, образование периодических перистых облаков, образование смерчей и т. д.), и в химии (реакции Белоусова — Жаботинского, см. далее), и во всем разнообразии биологических явлений. Можно сказать, что первыми выдающимися трудами в области синергетики были теория происхождения Солнечной системы Канта и Лапласа и эволюционная теория Дарвина. В Происхождении видов показано, как из совершенно неупорядоченной случайной изменчивости возникает упорядоченное развитие биосферы — происходит самоорганизация. [c.485]

Реакции Белоусова — Жаботинского [c.515]

Орегонатор — схема, введенная Филдом и Нойесом из Университета шт. Орегон в Юджине для описания некоторых характерных особенностей реакции Белоусова — Жаботинского (см. (20, 23 1). — Прим. перев. [c.370]

Реакции Белоусова — Жаботинского — окислительно-восстановительные реакции. Рассмотрим в качестве примера реакцию, в которой окислителем является бромат (ион ВгО ), восстановителем — малоновая кислота (МК, НгС(СС)0Н)2), а катализатором — ионы церия. Колебания окраски, определяемые изменениями концентрации Се +, являются релаксационными (рис. 16.1, а). Их период т делится на д le фазы, Xi и тг — нарастания и падения [Се +]. Упрощенная схема реакции содержит две соответствующих стадии [c.515]

Рис. в-15. Схематическое представление пульсации оптической плотности (О) — поглощения света ионами церия(ГУ) в реакции Белоусова—Жаботинского [c.247]

Вопросы диффузии и теплопередачи в химической кинетике по-преж-нему находятся в центре внимания химической технологии и теории горения. В последней главе книги Диффузия и теплопередача в химической кинетике Давид Альбертович уделяет большое внимание периодическим химическим реакциям. В настоящее время в нашей стране проведен большой цикл исследований периодической реакции Белоусова—Жаботинского. [c.499]

Предельный цикл замкнут, поэтому ему соответствует периодическое движение системы. Не останавливаясь на деталях, важных в биохимии, биофизике, теории популяций, экологии, автоколебательных химических реакциях типа реакций Белоусова—Жаботинского и др., отметим лишь, что режим самоподдерживающихся (конечно, при наличии источника знергии) монотонно возникающих (без какого-либо внешнего периодического воздействия) колебаний имеет место при устойчивом предельном цикле, что означает устойчивость амплитуды колебаний (автоколебательный режим). С предельными циклами теснейшим образом связана так называемая проблема самоорганизации, играющая фундаментальную роль во временной эволюции макрюскопических систем [152]. [c.235]

Реакция Белоусова—Жаботинско-го 10 2 — 10 см с Ф, БИ, ВЦ, ДС [15, 32] [c.8]

И в статье 133], где использовалась несколько иная математическая модель реакции Белоусова — Жаботинского, при расчетах на ЭВМ хаотический режим не обнаружен. [c.142]

Большое количество разных задач математического моделирования в области химической кинетики приводит к система.м нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, причем размерность полученной модели определяется числом реагетов. На практике большинство однородных химических систем просто релаксирует к стационарному состоянию, однако существуют осциллирующие химические реакции, в которых концентрации реагирующих веществ совершают периодические колебания. Их активное исследование началось с открытия реакции Белоусова-Жаботинского [1]. [c.142]

Обозначения реакций совпадают с порядковыми номерами соответствующих подразделов в разд. 3 даииой части книги 1 — разложение пероксида водорода, катализируемое иодатом (реакция Брея — Либавски) 2 — колебательные йодные часы (реакция Бриггса — Раушера) з окисление малоновой кислоты броматом (реакция Белоусова — Жаботинского) 4 — реакции в проточном реакторе с перемешиванием 5 — реакции на твердых катализаторах 6 — колебания в гликолизе 7 — разложение дитионита натрия 8 — реакции, катализируемые пероксидазами 9 — бимолекулярная модель 10 — абстрактные системы реакций 11 — некаталитические реакции 12 — окисление хлоритом. [c.90]

В 1973 г. Рюэль предположил, что некоторые химические реакции, в том числе и реакция Белоусова-Жаботинского, могут протекать хаоттески (явление химической турбулентности), что позднее было подтверждено теоретическими и экспериментальными методами [2]. В качестве одной из моделей таких реакций была предложена модель Гарела-Росслера [3] [c.143]

Вследствие принципиальной новизны полученного результата исследования Б.П. Белоусова своевременно не были поняты. Так, его статьи не приняли к опубликованию редакции двух отечественных научных журналов ни в 1951, ни позже, в 1957 г. ввиду теоретической невозможности описываемых в них осциллирующих реакций. Исследования Белоусова были продолжены и детально развиты А.М.Жаботинским. В 1980 г. группе авторов — Белоусову (посмертно) и Жаботинскому с сотр. — была присуждена Ленинская премия за открытие нового класса автоволновых и автоколебательных процессов. Исследованный ими тип реакций в мировой научной литературе получил название реакции Белоусова—Жаботинского (В2-геасиоп ). [c.386]

Описанная выше процедура, по-видимому, допускает, что высший хаос существует в реалистичных реакционных системах в не слишком малых интервалах параметров. Одной из наиболее изученных колебательных реакций является реакция Белоусова — Жаботинского. Детализированный механизм Филда — Кёрёша — Нойеса (ФКН) [19] охватывает около 20 реакций, большинство из которых нелинейны (бимолекулярны). Действительно, можно сказать, что [c.412]

Колебательная реакция, открытая Б. П. Белоусовым (публикация 1959 г.), тщательно изученная А. М. Жабо-тинским, описывается во многих монографиях и учебниках. Во всем мире она называется реакцией Белоусова— Жаботинского. На примере этой реакции иллюстрируются положения термодинамики необратимых процессов. Исследования в области колебательных реакций развиваются весьма интенсивно. [c.5]

Окисление малоновои кислоты броматом (реакция Белоусова—Жаботинского) [c.17]

Бифуркационный анализ. В работе Филда и Нойеса [38] рассматривается, при каких условиях поведение реакции Белоусова — Жаботинского соответствует поведению типа предельного цикла и когда, в зависимости от переменных математической модели и параметров химической системы, такое соответствие нарушается. Появление и прекращение колебательного процесса в данной реакции и переход от одного колебательного режима к другому обсуждаются также в работе Марека и Свободовой [73], а в работе Бургер н Кереша [22] рассматриваются причины появления колебательного про- [c.22]

Методы использования новой модели динамики для моделирования хаотических каталитических реакций. Рассмотрим примерный алгоритм моделирования хаотическох автоката.питической физико-химической реакции. Допустим, имеются некоторые экспериментальные данные о хаотической реакции, например реакции Белоусова— Жаботинского [15]. Эти данные могут содержать функцию концентрации какого-либо получаемого в результате реакции вещества от времени, состав исходных продуктов реакции, скорость обмена смеси с окрунлающей средой, сценарий изменения режима колебаний реакции в зависимости от изменения исходных данных и т. д. [c.181]

Нелинейность произведения. Этот класс нелинейностей составляют математические модели, включающие нелинейность, вызванную произведением переменных типа х , ху, уг и т. д. Подобная нелинейность может быть включена в значительное число колебательных реакций, примерами которых являются бимолекулярная модель [66], реакция Бриггса — Раушера [15], реакция Белоусова — Жаботинского [38], окисление СО [118], окисление дитионита натрия [31], абстрактные модели Росслера (1976-2 и 4), (1977-4 и 5), (1979-2 и далее), (1980) [91, 93, 96, 99, 115]. [c.72]

В последние годы проведено много работ, целью которых было систематическое обоз начение гомогенных осцилляторов. Так же как другие осцилляторы названы податными (реакции Брея—Либавски и Бриггса — Раушера) и броматными (реакции Белоусова — Жаботинского), новые реакции названы хлоритными осцилляторами. Предварительная классификация хлоритных осцилляторов дана в работе Орбана и др. [153]. [c.129]

Реакции Белоусова — Жаботинского весьма слож- пеакции [c.517]

Мы уже говорили об автоволнах в возбудимых, активных средах, рассматривая распространение нервного импульса (гл. И). Среда, в которой происходит реакция Белоусова — Жаботинского, есть активная среда. [c.519]

При рассмотрении реакций Белоусова — Жаботинского мы встретились с источниками волн двух типов — с ведущими центрами (эхо), посылающими концентрические волны, и с ревербераторами — вращающимися спиральными волнами (см. рис. 16.4 и 16.6). Возникновение и последующее размножение ревербераторов играет важнейшую роль в механизме фибрилляции — весьма опасной сердечной аритмии (Кринский я Иваницкий). Аритмия означает нарушение синхронизации распространения вола [c.530]

Публикации Жаботинского привлекли внимание многих исследователей, а реакция получила название реакция Белоусова—Жаботинского (БЖ-реакция). Обобщение результатов многих исследований в этой области было проведено Р. Филдом, Е. Керешем и Р. Нойесом. В предложенном ими ФКН-механизме в качестве промежуточных веществ фигурируют НВЮз, НОВг, Вг Оз, Вг", ВГз, ВгСН(СООН)з, НСООН, Се(1У), участвующие в 14 обратимых и трех односторонних реакциях. Согласно ФКН-механизму, рост [Се(1У)] отслеживает автокаталитическое образование НВгОз [c.247]

Определение хаоса . Хаотические процессы широко распро-страпены в различных областях физики, химии, биологии турбулентное течение, газовый разряд в лазере, реакция Белоусова — Жаботинского и т. д. С появлепием быстродействуюш,их ЭВМ исследователи получили эффективный инструмент для математического моделирования таких процессов. Интерес к проблеме хаоса особенно возрос после опубликования работ Лоренца [1] и Фей-генбаума [2] по странным аттракторам дифференциальных уравнений и дискретных отображений. [c.173]

Математическое моделирование хаотических физико-химических реакций. Прп традиционном математическом моделировании хаотических физико-химических реакций, основанном иа использовании кинетического закона действия масс (см., например, [7]), могут возникать определенные трудности. Во-первых, исследователям приходится усложнять механизм реакции (так, подробная химическая модель реакции Белоусова — Жаботинского содержит 5 — 7 стадий и 8—12 составных комнонеит). Во-вторых, численные методы, используемые для решения таких моделей, в случае расчета хаоса будут неустойчивыми, что потребует дополнительных машинных затрат для их стабилизации. В-третьих, данные модели сложно использовать для решения обратных задач и для задач управления (оптимизации). В силу названных причин развитие более простых математических моделей, позволяющих адекватно описывать хаотические физико-химические реакции, весьма актуально. [c.178]

Исследуем сценарии перехода к хаотическим решениям от периодических при изменении управляющего параметра Ъ. Сравниваем данный сценарий с соответствующей информацией об эксперименте. Оставляем только те точки, найденные на этапе 3, которые соответствуют Нчелаемому сценарию. На рис. 7 приведены различные сценарии перехода для данной гипотезы. Отметим, что для реакции Белоусова — Жаботинского характерен сценарии перехода от периодических колебаний к хаотическим через бесконеч- [c.182]

Для полной постановки задачи необходимо принять соответствующие граничные условия, выражающие характер взаимодействия системы с внешней средой (обычно рассматриваются условия либо Неймана, либо Дирихле, либо их линейная комбинация). Если одна из констант в уравнениях Неймана обращается тождественно в нуль, то система является замкнутой в смысле обмена соответствующим химическим веществом. Это условие выполняется в большинстве экспериментов по реакции Белоусова—Жаботинского. [c.48]

В ряде работ [27—32] сообщалось об экспериментальном наблю-. дении хаотических режимов при реакции Белоусова—Жаботинского в проточном реакторе с непрерывным перемешиванием. Переход ог периодического к хаотическому режиму проявлялся при этом в качественной перестройке автокорреляционной функции концентрации одного из реагентов (например, ионов Се +). Для теоретической интерпретации данных наблюдений в [31] использовалась модель Филда—Короша—Нойеса (см. гл. 5), модифицированная с учетом обратимости основных химических реакций. Результаты численного-расчета уравнений такой модели на ЭВМ привели к удовлетворительному согласию с экспериментальными данными Как показано в [34], ту же последовательность смены периодических и хаотических режимов можно воспроизвести с помощью более простой феноменологической модели. Отметим также работу [35], где экспериментально изучались эффекты химической турбулентности (т. е. хаотические пространственно-временные структуры) для реакции Белоусова—Жаботинского в непроточном реакторе без перемешивания. Теоретическое обсуждение возможности хаотических режимов при биохимических ферментативных реакциях проведено в [36] [c.142]

Существует ряд математических моделей, предложенных для описания реакции Белоусова—Жаботинского. Первыми были построены феноменологические модели [10,11], воспроизводящие в главных чертах наблюдаемую в эксперименте динамику изменения основных химических реагентов. Позднее, основываясь на анализе механизма реакции, Филд, Корош и Нойес предложили [12, 13] модель, известную под названием орегонатор . Исследование предсказаний этой модели показало (см. [14, 15], а также гл. 7, разд. 4), что ее выводы качественно хорошо согласуются с экспериментальными дан--ными, но в количественном отношении есть несколько серьезных расхождений. Расхождения можно уменьшить, переходя к рассмотрению бли зких моделей, содержащих большее число независимых переменных [16]. Детальное обсуждение применимости различных моделей можно найти в обзорной статье Жаботинского [17]. [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология