Ist Briggs-Rauscher Reaktion endlos?
Sind solche oszillierenden Reaktionen endlos? Kann man diese Reaktion theoretisch auch in einer Glasflasche machen und anschließend mit einem Deckel verschließen und dann für immer bewundern?
Gibt es soetwas dann auch zu kaufen?
2 Antworten
Auch bei oszillierenden Reaktionen werden Stoffe umgesetzt und damit letztendlich verbraucht - es gibt kein perpetuum mobile.
Oszillierende Reaktionen oszillieren nicht um das Gleichgewicht (so wie es eine schwingende Schaukel tut); in Vielteilchensystemen sind derartige Oszillationen fundamental verboten, weil sie der Entropiemaximierung widersprechen.
Stattdessen nehmen die Konzentrationen der Edukte monoton ab und die der Produkte monoton zu. Es erfolgt also eine ganz normale Annäherung an die Gleichgewichtskonzentrationen wie bei jeder chemischen Reaktion.
Was oszilliert dann eigentlich? Die Antwort darauf ist verblüffend: Die Konzentrationen der Zwischenprodukte! In der Briggs–Rauscher-Reaktion betrifft das unter anderem die Iodkonzentration (und I₂ ist offenbar weder Produkt noch Edukt).
Das ist möglich, weil die Reaktion nach zwei unterschiedlichen Reaktionsmechanismen von Edukten zu Produkten und zeitlich zwischen diesen beiden Mechanismen wechselt. Die Reaktion hat also zwei Phasen (gewöhnlich eine nach einem ionischen und die andere nach einem radikalischen Mechanismus), und je nachdem, in welcher Phase sie gerade ist, werden unterschiedliche Zwischenprodukte gebildet.
Das Umschalten zwischen den beiden Mechanismen erfolgt durch eine Art Rückkopplung (Autokatalyse, Autoinhibition, Katalyse des einen Mechanismus durch ein Zwischenprodukt des anderen). Oszillierende chemische Reaktionen sind ziemlich selten, weil es einen Haufen zufälliger Voraussetzungen dazu braucht.