МОЛОДЁЖНЫЙ ПРОЕКТ ДЛЯ ТЕХ, КТО ДЕЛАЕТ ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ
 |  |
 |
/components/bitrix/system.auth.form/auth_alm/images/login.gif)
Войти /components/bitrix/system.auth.form/auth_alm/images/register.gif)
Регистрация
Войти в корпоративную почту как автор/член редколлегии/рецензент журнала
УСПЕХИ В НАУКАХ О ПРИРОДЕ / ACHIEVEMENTS IN NATURAL SCIENCES / FORTSCHRITTE IN DEN NATURWISSENSCHAFTEN
Dolzhenko S.V., Kadysheva A.M.
Study of the Influence of Sulfuric Acid Concentration Changes on the Course of Belousov–Zhabotinsky Reaction
Stepan V. Dolzhenko, Lyceum student in grade 10, Lyceum no. 1535 (Sechenov Lyceum), Moscow
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-8946-8018
E-mail: stepan-v-dolzhenko@j-spacetime.com; stepan5dol@gmail.com
Alexandra M. Kadysheva, Lyceum student in grade 10, Lyceum no. 1535 (Sechenov Lyceum), Moscow
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-8656-4338
E-mail: alexandra-m-kadysheva@j-spacetime.com; 1451sasha@gmail.com
Further research of the Belousov-Zhabotinsky reaction analogues gives impetus to developing such modern scientific directions as synergetics, theory of dynamic systems and deterministic chaos. We considered one of the numerous oscillatory reactions, in which the Ce3+ / Ce4+ ions and citric acid are used. The main goal of our research was to study the behavior of the autocatalytic oscillatory reaction system in dependence of the change in sulfuric acid concentration and the temperature of the reaction mixture. We confirmed that stability of the oscillatory system depends on the acidity of the reaction mixture. The increasing of sulfuric acid amount is the result of acceleration of Ce3+ ions oxidation, and as a consequence rate acceleration of the oscillatory reaction. The activation effect on the studied reaction is exerted by a temperature increasing, but observed effect can be partially replaced by a mechanical action. For living organisms, such sensitivity of the system to external changes means its inability to use one. However, this does not mean that Belousov-Zhabotinsky reaction analogues will behave accordingly. The data obtained can serve as a basis for comparing of the studied reaction and other types of oscillatory reactions.
Keywords: autocatalytic oscillatory reaction; Belousov-Zhabotinsky reaction; acidity of reaction medium; cerium ions catalyzed reactions; cellular clock.
Cite MLA 7:
Dolzhenko, S. V., and A. M. Kadysheva. "Study of the Influence of Sulfuric Acid Concentration Changes on the Course of Belousov-Zhabotinsky Reaction." Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time15.1 (Studia Studiosorum: Achievements of Young Researchers) (2017). Web. <2227-9490e-aprovr_e-ast15-1.2017.16>.
Долженко С.В., Кадышева А.М.
Изучение влияния изменения концентрации серной кислоты на ход реакции Белоусова-Жаботинского
Долженко Степан Владимирович, ученик 10 класса лицея № 1535 им. И.М. Сеченова (Сеченовский Лицей), Москва
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-8946-8018
E-mail: stepan-v-dolzhenko@j-spacetime.com; stepan5dol@gmail.com
Кадышева Александра Михайловна, ученица 10 класса лицея № 1535 им. И.М. Сеченова (Сеченовский Лицей), Москва
ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-8656-4338
E-mail: alexandra-m-kadysheva@j-spacetime.com; 1451sasha@gmail.com
Исследование аналогов реакций Белоусова-Жаботинского дает импульс развитию таких направлений современной науки, как синергетика, теория динамических систем и детерминированного хаоса. В данной работе нами изучена одна из многочисленных колебательных реакций, для проведения которой используют ионы Ce3+ / Ce4+ и лимонную кислоту. Основной целью исследования было изучение поведения автокаталитической колебательной реакционной системы в зависимости от изменения концентрации серной кислоты и температуры реакционной смеси. В ходе эксперимента мы подтвердили, что устойчивость колебательной системы зависит от кислотности реакционной смеси. Увеличение количества серной кислоты является результатом ускорения окисления ионов Ce3+ и, как следствие, ускорения скорости колебательной реакции. Активирующий эффект на изученную реакцию оказывает повышение температуры, однако наблюдаемый эффект может быть частично заменен механическим воздействием на реакционную систему. Для живых организмов такая чувствительность системы к внешним изменениям означает неспособность ее использования. Однако это не означает, что аналоги реакции Белоусова-Жаботинского будут вести себя соответствующим образом. Полученные данные могут служить основой для сравнения исследуемой реакции и других видов колебательных реакций.
Ключевые слова: автокаталитическая колебательная реакция; реакция Белоусова-Жаботинского; кислотность реакционной среды; церий–катализируемые реакции; клеточные часы.
Цитирование по ГОСТ Р 7.0.11—2011:
Dolzhenko, S. V., Kadysheva, A. M. Study of the Influence of Sulfuric Acid Concentration Changes on the Course of Belousov-Zhabotinsky Reaction [= Изучение влияния изменения концентрации серной кислоты на ход реакции Белоусова-Жаботинского] [Электронный ресурс] / С.В. Долженко, А.М. Кадышева // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. — 2017. — Т. 15. — Вып. 1: Studia studiosorum: успехи молодых исследователей. — Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast15-1.2017.16.
Список литературы / References
References
Belousov B.P. "Periodically Acting Reaction and Its Mechanism." Collected Abstracts on Radiation Medicine. Moscow: Medgiz Publishre, 1958, pp. 145—147. (In Russian).
Field R.J., Foersterling H.D. "On the Oxybromine Chemistry Rate Constants with Cerium Ions in the Field—Koeroes-Noyes Mechanism of the Belousov-Zhabotinskii Reaction: The Equilibrium HBrO2 + BrO3– + H+ 2BrO2* +H2O." The Journal of Physical Chemistry 90.21 (1986): 5400—5407.
"From the History of Discovery and Study of Self-oscillatory Processes in Chemical Systems: The 50th Anniversary of Discovery of Belousov-Zhabotinsky Reaction." Information Project InfoSci.Narod.Ru. N.p., 16 June 2001. Web. <http://infosci.narod.ru/chemistry/010616-1p.html>. (In Russian).
Goodwin B.C. Analytical Physiology of Cells and Developing Organisms. London, New York and San Francisco: Academic Press, 1976. 249 p.
Lister T. Classic Chemistry Demonstrations. London: Education Division, Royal Society of Chemistry, 1995. 284 p.
Motoike I., Adamatzky A. "Three-Valued Logic Gates in Reaction – Diffusion Excitable Media." Chaos, Solitons & Fractals 24 (2005): 107—114.
Palmer J. "Chemical Computer That Mimics Neurons To Be Created." BBC Science News. BBC, 11 Jan. 2010. Web. <http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8452196.stm>.
Purves D.E., Augustine G.J., Fitzpatrick D.E., Katz L.C. Neuroscience. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2004. 773 p.
Sirimungkala A., Försterling H.-D., Dlask V., Field R. “Bromination Reactions Important in the Mechanism of the Belousov-Zhabotinsky System”. The Journal of Physical Chemistry A 103.8 (1999): 1038—1043.
Winfree A.T. “The Prehistory of the Belousov—Zhabotinsky Oscillator”. Journal of Chemical Education 61.8 (1984): 661—663.
Zaikin A.N., Zhabotinsky A.M. "Concentration Wave Propagation in Two-dimensional Liquid-Phase Self-oscillating System." Nature 225.5232 (1970): 535—537.
Zhang D., Györgyi L., Peltier W.R. "Deterministic Chaos in the Belousov-Zhabotinsky Reaction: Experiments and Simulations." Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science 3.4 (1993): 723—745.
Zhabotinsky A.M. "Periodical Process of Oxidation of Malonic Acid Solution." Biophysics 9.3 (1964): 306—311. (In Russian).
Zhabotinsky A.M. Self-oscillations by Concentration. Moscow: Nauka Publisher, 1974. 179 p. (In Russian).
Литература:
Белоусов Б.П. Периодически действующая реакция и её механизм // Сборник рефератов по радиоизотопной медицине. М.: Медгиз, 1958. С. 145—147.
Гудвин Б. Аналитическая физиология клеток и развивающихся организмов / Под ред. А.М. Жаботинского. М.: Мир, 1979. 287 с.
Жаботинский А.М. Концентрационные автоколебания. М.: Наука, 1974. 179 с.
Жаботинский А.М. Периодический ход окисления малоновой кислоты в растворе (исследование кинетики реакции Белоусова) // Биофизика. 1964. Т. 9. Вып. 3. С. 306—311.
Из истории открытия и изучения автоколебательных процессов в химических системах: к 50-летию открытия реакции Белоусова-Жаботинского [Электронный ресурс] // InfoSci.Narod.Ru. Информационный проект. 2001. 16 июня. Режим доступа: http://infosci.narod.ru/chemistry/010616-1p.html.
Field R.J., Foersterling H.D. "On the Oxybromine Chemistry Rate Constants with Cerium Ions in the Field—Koeroes-Noyes Mechanism of the Belousov-Zhabotinskii Reaction: The Equilibrium HBrO2 + BrO3– + H+ 2BrO2* +H2O." The Journal of Physical Chemistry 90.21 (1986): 5400—5407.
Goodwin B.C. Analytical Physiology of Cells and Developing Organisms. London, New York and San Francisco: Academic Press, 1976. 249 p.
Lister T. Classic Chemistry Demonstrations. London: Education Division, Royal Society of Chemistry, 1995. 284 p.
Motoike I., Adamatzky A. "Three-Valued Logic Gates in Reaction – Diffusion Excitable Media." Chaos, Solitons & Fractals 24 (2005): 107—114.
Palmer J. "Chemical Computer That Mimics Neurons To Be Created." BBC Science News. BBC, 11 Jan. 2010. Web. <http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8452196.stm>.
Purves D.E., Augustine G.J., Fitzpatrick D.E., Katz L.C. Neuroscience. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2004. 773 p.
Sirimungkala A., Försterling H.-D., Dlask V., Field R. “Bromination Reactions Important in the Mechanism of the Belousov-Zhabotinsky System”. The Journal of Physical Chemistry A 103.8 (1999): 1038—1043.
Winfree A.T. “The Prehistory of the Belousov—Zhabotinsky Oscillator”. Journal of Chemical Education 61.8 (1984): 661—663.
Zaikin A.N., Zhabotinsky A.M. "Concentration Wave Propagation in Two-dimensional Liquid-Phase Self-oscillating System." Nature 225.5232 (1970): 535—537.
Zhang D., Györgyi L., Peltier W.R. "Deterministic Chaos in the Belousov-Zhabotinsky Reaction: Experiments and Simulations." Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science 3.4 (1993): 723—745.
Читать статью / Read more
