化学振荡体系的实验研究和理论分析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

化学振荡是指反应系统中某些物理量(如某组分的浓度)随时间或空间作周期性的变化，这种周期性变化是发生在非平衡态时的现象。化学振荡现象普遍存在于各学科领域中，如化学、物理学、生物学、临床医学、食品检测、环境保护等，因此化学振荡反应的研究是一个多学课交叉点的前沿课题。由于化学模型有其简单和易于实验研究的优点，而物理化学中的非线性非平衡问题无论是过去还是现在一直是许多科学工作者包括理论物理、理论与实验化学、生物学以及应用数学工作者的研究热点，如通过研究化学振荡可以进行反应振荡器的设计和机理研究，可为非线性科学的建立、发展起推动作用；振荡反应的耦合对人们揭示生物体系的复杂性具有重大的意义，如从单酶体系向多酶体系发展，因为生物体内的振荡反应都是属于多酶体系的；研究药物对振荡反应体系的影响，通过研究药物对化学振荡反应产生的干扰、对生命系统的周期性现象更深刻的认识,可为医学的发展提供重要信息。因此开展化学振荡的研究，不仅可以在化学实验与其有关理论方面开拓新的研究方向，而且必将促进化学学科和其它学科之间的相互渗透，更有意义的是对生命体内的变化得到进一步的认识。化学振荡体系的实验研究和理论模型拟合是化学振荡反应发展与应用研究的基础，是故对化学振荡体系进行实验研究与理论模型拟合十分必要。

参考文献：

[1]treindlrm，noyesrm，anewexplanationoftheoscillationsinthebray-liebhaskyreaction［j］．j．phys．chem．，1993，97(43)．

2. 研究的基本内容和问题

本课题的研究目标是通过对化学振荡反应进行实验研究加以理论分析，最终得到反应机理。其中，实验研究包括BL振荡反应实验条件的摸索、单质碘的工作曲线的制作、BL化学振荡图的制作、各反应物在不同初始浓度下参与反应的BL振荡图、不同酸度下BL化学振荡过程中pH随时间变化图；理论分析主要是从已研究出的几个化学振荡理论模型中寻找一个合适的理论模型，在此基础上运用MATLAB软件对实验数据进行模型拟合，从而得到BL振荡反应机理。找到合适的理论模型来描述化学振荡机理是本课题拟解决的关键问题。

3. 研究的方法与方案

本课题主要通过控制变量法、分光光度法进行实验研究，再通过数学模型拟合法进行理论研究。

技术路线如下： 实验方案：

①单质碘的工作曲线制作

配制一系列浓度的碘（和淀粉）的标准溶液，以蒸馏水（0.3%的淀粉溶液）在最大吸收波长处测吸光度，绘制单质碘的工作曲线。

4. 研究创新点

本课题除了通过化学振荡实验得到一系列数据与图形之外，还运用数学模型来研究反应机理。

5. 研究计划与进展

①2014年11月20日-2014年11月27日，查阅相关文献，拟定实验方案。

②2014年12月1日-2014年12月31日，准备实验器材和原料，进行预实验，找到实验条件。

③2015年3月-2015年4月，按照已摸索好的实验条件进行实验，分析实验结果。