Merkür atan kalp - Mercury beating heart
Cıva atan kalbin bir bir elektrokimyasal redoks reaksiyon elemanları arasında cıva , demir ve krom. Reaksiyon, sudaki bir cıva bloğunun salınmasına neden olur.
Gözlenebilir reaksiyon, homojen olmayan bir elektriksel çift katmanın etkisini gösterir . Genellikle sınıf gösterimi olarak kullanılır.
Deney
Deneyde , hidrojen peroksit , potasyum permanganat veya potasyum dikromat gibi oksitleyici bir madde içeren sülfürik asit gibi bir elektrolite batırılmış bir saat camına bir cıva damlası yerleştirilir . Demir bir çivinin ucu neredeyse cıvaya değecek şekilde konumlandırılmıştır. Tırnak ucunun konumu tam olarak doğruysa, cıva damlası sallanmaya ve şekil değiştirmeye başlar.
Açıklama
Bir varyasyonda mekanizmanın şu şekilde olduğu düşünülmektedir: Dikromat, cıvayı oksitleyerek bir cıva oksit tabakası oluşturur. İşlemde dikromat, krom(III) iyonuna indirgenir. Cıva üzerindeki oksitlenmiş tabaka, blobun yüzey gerilimini azaltır ve blob, demir çivi ile temas ederek düzleşir. Daha sonra cıva sülfat demiri demir(II) iyonuna oksitler ve bu süreçte tekrar metalik cıvaya indirgenir. Cıva damlası üzerinde oksit kaplama kalmadığında, yüzey gerilimi artar ve damla yuvarlanır ve işlemi yeniden başlatmak için çivi ile temasını kaybeder.
Net reaksiyon, dikromatın demiri oksitlemesidir. Bu olumlu reaksiyon, cıva oksidasyonlarını/redüksiyonlarını ve salınımları şekilde yönlendirir. Dikromat tamamen indirgendiğinde reaksiyon durur.
Bununla birlikte, ilgili başka mekanizmalar olabilir. Lin et al. cıva üzerinde oksitleyici bir tabaka oluşturmadığı ve salınımların çok daha zayıf olduğu görülse de, salınımların oksitleyici ajanın varlığı olmadan meydana geldiğini bildiriyor gibi görünmektedir.
Bir elektriksel çift tabaka cıva damlacığının yüzeyi ve elektrolit solüsyonu arasında oluşur. Dinlenme halinde bu katman tekdüzedir. Demir uç takıldığında , demirin ferrik iyona oksitlendiği bir redoks reaksiyonu başlar . Aynı zamanda, örneğin hidrojen peroksitin hidronyum iyonlarıyla birlikte suya indirgenmesi durumunda oksitleyici reaktif harcanır . Oksidasyon sadece ucun yakınında gerçekleştiğinden ve indirgeme işlemi tüm damlacık yüzeyini kapsadığından, yüzey gerilimi artık homojen değildir ve salınımlara neden olur.
Bu reaksiyona yüzey gerilimindeki değişiklikler aracılık etse de, mekanizma olarak, malatın brom tarafından oksidasyonu tarafından yönlendirilen birkaç ara redoks reaksiyonuna sahip olan Belousov-Zhabotinsky reaksiyonu gibi diğer kimyasal osilatörlere çok benzer .
Tarih
Cıva atan kalp ilk olarak 1800 yılında Alessandro Volta ve William Henry tarafından gözlemlendi . Bugün en iyi bilinen kimyasal fenomen, ilk olarak kafeini keşfeden Alman kimyager Friedlieb Ferdinand Runge tarafından tanımlanmıştır .
Ayrıca bakınız
- Basit sınıf gösterileri: Kimya bahçesi - Havlayan köpek reaksiyonu - mavi şişe reaksiyonu
- kimyasal osilatör