碘钟反应

碘钟反应（Iodine clock reaction）是一种经典的秒表反应实验，其体现了化学动力学的原理。它于1886年被瑞士化学家汉斯·兰多尔特发现。^[1]在碘钟反应中，两种（或三种）无色的液体被混合在一起，并在几秒钟后变成蓝色。此反应可以通过多种不同的途径实现。

过硫酸钾将碘离子氧化为碘，而碘又与淀粉反应生成蓝紫色配合物，产生碘钟反应。本视频中溶液变色的过程经大幅加速，实际需时因浓度而异。

过氧化氢型碘钟

向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。此时在体系中存在两个主要反应，离子方程式为：

H₂O₂(aq) + 3I⁻(aq) + 2H⁺ → I₃⁻ + 2H₂O

I₃⁻(aq) + 2S₂O₃²⁻(aq) → 3I⁻(aq)+S₄O₆²⁻(aq)

碘酸盐型碘钟

向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（或先以较安定的焦亚硫酸钠溶于水生成亚硫酸氢钠）以及少量淀粉溶液^[2]，此时体系中出现如下反应：

IO₃⁻ (aq) + 3HSO₃⁻ (aq) → I⁻ (aq) + 3HSO₄⁻(aq)

然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应：

IO₃⁻ (aq) + 5I⁻ (aq) + 6H⁺ (aq) → 3I₂ + 3H₂O (l)

接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原：

I₂ (aq) + HSO₃⁻ (aq) + H₂O (l) → 2I⁻ (aq) + HSO₄⁻(aq) + 2H⁺ (aq)

过硫酸盐型碘钟

通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。离子方程式如下：

2I⁻(aq) + S₂O₈²⁻(aq) → I₂ (aq) + 2SO₄²⁻(aq)

I₂ (aq) + 2S₂O₃²⁻(aq) → 2I⁻(aq) + S₄O₆²⁻(aq)

氯酸盐型碘钟

将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合^[3]，离子方程式如下：

I₃⁻ → I⁻ + I₂

ClO₃⁻ + I⁻ + 2H⁺ → HIO +HClO₂

ClO₃⁻ + HIO + H⁺ → HIO₂ + HClO₂

ClO₃⁻ + HIO₂ → IO₃⁻ + HClO₂

参见

• 秒表反应
• 万圣节反应

参考资料

1. 参见：

   • Landolt, H. Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1886, 19 (1): 1317–1365. doi:10.1002/cber.188601901293 （German）. 引文格式1维护：未识别语文类型 (link)
   • Landolt, H. Ueber die Zeitdauer der Reaction zwischen Jodsäure und schwefliger Säure [Part 2] [On the duration of the reaction between iodic acid and sulfurous acid]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1887, 20 (1): 745–760. doi:10.1002/cber.188702001173 （German）. 引文格式1维护：未识别语文类型 (link)
2. Experiment 6: THE RATE LAWS OF AN IODINE CLOCK REACTION (PDF). [2018-04-30]. （原始内容 (PDF)存档于2018-05-17）.
3. André P. Oliveira and Roberto B. Faria. The chlorate-iodine clock reaction. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (51): 18022–18023. PMID 16366551. doi:10.1021/ja0570537.