Wajand Judit: Nitrogéngáz-oszcillátor
Készitsük el az 'A' és 'B' oldatokat!
'A' oldat: 26 g szilárd ammónium-szulfátot ((NH4)2SO4) oldjunk fel 100 cm3 0,2 mol/dm3 koncentrációjú kénsavoldatban. (11 cm3 koncentrált kénsav 1 dm3-re higitva desztillált vizzel).
'B' oldat: 28 g nátrium-nitritet (NaNO2) és 49 g vizmentes nátrium-perklorátot (NaClO4) oldjunk fel 100 cm3 desztillált vizben.
Végrehajtás:
Állitsunk egy 100 cm3-es fõzõpoharat mégneses keverõre, és öntsünk bele az 'A' jelû oldatból 11 cm3-t és a 'B' jelû oldatból pedig 13 cm3-t. Inditsuk meg a keverést közepes sebességgel. Az oldat a keletkezett gáztól elõször tejfehér lesz a benne lévõ sok-sok gázbuboréktól, majd ezek felszinre jutásával az oldat alsó rétege szinte teljesen kitisztul, a gázkoncentráció az oldatban lecsökken. Majd újra megindul az intenziv buborékfejlõdés, az oldat újra tejfehérré válik, és erõs gázkitörés figyelhetõ meg. Néhány percig az elõbbi jelenségek periódikusan ismétlõdnek. Az oldat felett rozsdabarna gáz (NO2) keletkezését is megfigyelhetjük.
A kémiai reakciók:
NH4++NO2- --> N2+2H2O (1)
3HNO2 --> 2NO+NO3-+H++H2O (2)
2NO+O2 (levegô) --> 2NO2 (3)
Fizikai folyamatok:
N2(o) <--> N2(bg)
N2(bg) - buborékgóc
N2(bg)+N2(o) <--> 2N2(b)
N2(o) - oldott nitrogén
N2(b)+N2(o) <--> 2N2(nb)
N2(b) - buborék
N2(nb)N2(gáz) N2(nb) - nagy buborék
A kémiai reakció (1) következtében az oldat N2-re túltelitetté válik, kialakulnak a buborékgócok (N2(bg)), amelyekbe az oldatból N2 diffundál és igy buborékok, majd nagy buborékok keletkeznek az egyensúlyi fizikai folyamatok révén. Ha a nyomás nagyobb lesz a külsõ nyomásnál a N2, gáz formájában elhagyja a folyadékfázist és az oldat N2-re telitetlenné válik. Egy idõ után az (1) kémiai reakció következtében az oldat N2-re ismét telitetté, illetve túltelitetté válik és a fokozott buborékképzõdés, kipezsgés, majd az oldat kitisztulása periódikusan ismétlõdik.