Изучение особенностей протекания химических реакций Белоусова-Жаботинского и модели Брюсселятора. Методические указания к лабораторным работам № 1 и 2

Далее представлены варианты индивидуальных заданий для самостоятельного расчета и изучения студентами реакций, входящих в состав модели Брюсселятора с помощью компьютерной программы моделирования

«Синергетика. Интерактивная лаборатория» (табл. 1).

Таблица 1

Варианты индивидуальных заданий к лабораторным работам

Общие требования к содержанию отчетов по лабораторной работе

1.Номер, название и цель работы (формулируется самостоятельно).

2.Краткое описание сущности работы, используемых методик расчета, материалов, лабораторного оборудования.

3.Если работа содержит расчеты по стандартным формулам, то сначала записывается формула в общем виде, затем после знака «равно» (=) указываются численные значения параметров уравнения.

4.Письменное оформление выводов по работе.

Вопросы для самопроверки

1.В чем сущность реакции Белоусова-Жаботинского?

2.Назовите (упрощенно) основные стадии реакции БелоусоваЖаботинского.

3.Почему автокаталитические и периодические реакции называются «химическими часами»?

4.С чем связано изменение цвета раствора при проведении опытов в цилиндрической ёмкости и чашке Петри?

5.Какие еще реакции, кроме Белоусова-Жаботинского, Вы знаете?

6.Опишите математическую модель реакций Жаботинского – Корзухина.

7.Опишите математическую модель реакций Брюсселятора.

8.Кто является автором (главным соавтором) модели Брюсселятора?

9.В чем сходство и различие моделей Жаботинского – Корзухина и Брюсселятора?

10.В чем заключалась «фундаментальность» открытия реакции Белоусова-Жаботинского для химии и химической кинетики?

11.С чем (физически) связано затухание автокаталитических периодических реакций?

12.Дайте собственное определение понятию «диссипация».

13.В чем главное значение открытия автокаталитических периодических реакций?

22

14.Зависит ли траектория (характер концентрационных кривых кинетических графиков) от начальной концентрации компонентов А и В?

15.Зависит ли время «затухания» (продолжительности) периодических реакций от начальной концентрации компонентов А и В?

Общие требования техники безопасности при выполнении лабораторной работы

Все лабораторные и практические работы осуществляются с использованием персональных компьютеров со специализированным программным обеспечением.

При работе с персональным компьютером на пользователей могут оказывать неблагоприятное воздействие следующие опасные и вредные факторы:

1)повышенный уровень электромагнитных излучений;

2)повышенный уровень ионизирующих излучений;

3)повышенный уровень статического электричества;

4)повышенная напряженность электростатического поля;

5)повышенная или пониженная ионизация воздуха;

6)повышенная яркость света;

7)прямая и отраженная блесткость;

8)повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;

9)статические перегрузки костно-мышечного аппарата и динамические локальные перегрузки мышц кистей рук;

10)перенапряжение зрительного анализатора;

11)умственное перенапряжение;

12)эмоциональные перегрузки;

13)монотонность труда.

Клавиатуру необходимо располагать на поверхности стола таким образом, чтобы пространство перед клавиатурой было достаточным для опоры рук

пользователя (на расстоянии не менее чем 300 мм от края, обращенного к

23

пользователю). Для исключения воздействия повышенных уровней электромагнитных излучений расстояние между экраном монитора и пользователем должно составлять не менее 500 мм. Рабочий стул (кресло) должен быть устойчивым.

Перед началом работы с персональным компьютером пользователь обязан:

1)проветрить рабочее помещение;

2)проверить устойчивость положения оборудования на рабочем столе;

3)проверить отсутствие видимых повреждений оборудования, дисков в дисководе системного блока;

4)проверить исправность и целостность питающих и соединительных кабелей, разъемов и штепсельных соединений, защитного заземления (зануления);

5)проверить исправность мебели;

6)соблюдать оптимальное расстояние от экрана монитора до глаз;

7)содержать в порядке и чистоте свое рабочее место;

8)при необходимости включить оборудование компьютера в электрическую сеть, соблюдая следующую последовательность: стабилизатор напряжения (если он используется), блок бесперебойного питания, периферийные устройства (принтер, монитор, сканер и другие устройства), затем – системный блок.

Запрещается приступать к работе на персональном компьютере:

1)при выраженном «дрожании» изображения на мониторе;

2)при обнаружении неисправностей оборудования;

3)при наличии поврежденных кабелей или проводов, разъемов, штепсельных соединений;

4)при отсутствии или неисправности защитного заземления (зануления) оборудования;

Строго запрещается:

5)при включенном питании прикасаться к панелям с разъемами оборудования, разъемами питающих и соединительных кабелей, экрану

монитора;

24

6) загромождать верхние панели оборудования, рабочее место бумагами,

посторонними предметами;

7)производить переключение, отключение питания во время выполнения активной задачи;

8)допускать попадание влаги на поверхность оборудования;

9)включать сильно охлажденное (принесенное с улицы в зимнее время)

оборудование;

10)производить самостоятельно вскрытие и ремонт оборудования;

11)вытирать пыль на включенном оборудовании;

12)допускать нахождение вблизи оборудования посторонних лиц.

В аварийных (экстремальных) ситуациях при повреждении оборудования, кабелей, проводов, неисправности заземления, появлении запаха гари, возникновении необычного шума и других неисправностях необходимо немедленно отключить электропитание оборудования и сообщить о случившемся преподавателю и/или иному сотруднику кафедры.

По окончании работы пользователь обязан:

1)корректно закрыть все активные задачи;

2)при наличии дисков в дисководе извлечь их;

3)выключить питание системного блока;

4)выключить питание всех периферийных устройств;

5)отключить блок бесперебойного питания;

6)отключить стабилизатор напряжения (если он используется);

7)отключить питающий кабель от сети;

8)осмотреть и привести в порядок рабочее место;

9)о неисправности оборудования и других замечаниях по работе с компьютером сообщить преподавателю и/или иному сотруднику кафедры;

10)при необходимости вымыть с мылом руки.

25

Библиографический список

1.Колебания и бегущие волны в химических системах / под ред. Р.Филда

иМ. Бургера. – Москва: Мир, 1988. – 375 с.

2.Белоусов, Б.П. Периодически действующая реакция и ее механизм /

Б.П. Белоусов // Автоволновые процессы в системах с диффузией: сб. –

Горький: Изд-во ГГУ, 1951. – С. 76.

3. Белоусов, Б.П. Периодически действующая реакция и ее механизм /

Б.П. Белоусов: сб. рефератов по радиационной медицине за 1958 г. – Москва:

Медгиз, 1959. – 145 с.

4.Жаботинский, А.М. Концентрационные колебания / А.М. Жаботинский.

–Москва: Наука, 1974. – 179 с.

26

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 10. Наиболее вероятные стадии реакции Белоусова-Жаботинского

27

Изучение особенностей протекания химических реакций Белоусова-

Жаботинского и модели Брюсселятора

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам № 1 и 2

по дисциплине «Неравновесная термодинамика»

Шипельников Алексей Александрович Роготовский Александр Николаевич Кравченко Татьяна Викторовна

Редактор О.И. Попова

Подписано в печать 14.10.2014. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объем 1,8 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №

Издательство Липецкого государственного технического университета. Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.

398600, Липецк, ул. Московская, 30.

28