Réaction de Landolt

Cette réaction commence à partir d'une solution de peroxyde d'hydrogène avec de l'acide sulfurique. À cela, on ajoute une solution contenant de l'iodure de potassium , du thiosulfate de sodium et de l'amidon. Deux réactions se produisent dans la solution.

Dans la première réaction lente, de l'iode est produit:

H₂O₂ + 2 I⁻ + 2 H⁺ → I₂ + 2 H₂O.

Dans la seconde réaction rapide, l'iode est reconverti en 2 ions iodure par le thiosulfate:

2 S₂O₃²⁻ + I₂ → S ₄O₆²⁻ + 2 I⁻.

Après un certain temps, la solution change toujours de couleur en un bleu très foncé, presque noir.

Lorsque les solutions sont mélangées, la deuxième réaction entraîne la consommation de l' ion triiodure beaucoup plus rapidement qu'elle ne est générée et seule une petite quantité de triiodure est présente dans l'équilibre dynamique. Une fois que l'ion thiosulfate est épuisé, cette réaction s'arrête et la couleur bleue provoquée par le complexe triiodure – amidon apparaît.

Tout ce qui accélère la première réaction raccourcira le temps nécessaire pour que la solution change de couleur. Diminuer le pH (augmenter la concentration en H ⁺ ) ou augmenter la concentration en iodure ou en peroxyde d’hydrogène raccourcira la durée. Ajouter plus de thiosulfate aura l'effet inverse, il faudra plus de temps pour que la couleur bleue apparaisse.

Un autre protocole utilise une solution d'ion iodate (par exemple l'iodate de potassium) à laquelle est ajoutée une solution acidifiée (à nouveau avec de l'acide sulfurique ) de bisulfite de sodium[2].

Dans ce protocole, l'ion iodure est généré par la lente réaction suivante entre l'iodate et le bisulfite:

IO₃⁻ + 3 HSO₃⁻ → I⁻ + 3 HSO₄⁻

Cette première étape est l’étape déterminante du taux. Ensuite, l'excès d'iodate oxydera l'iodure généré ci-dessus pour former de l'iode:

IO₃⁻ + 5 I⁻ + 6 H⁺ → 3 I₂ + 3 H₂O

Cependant, l'iode est réduit immédiatement en iodure par le bisulfite:

I₂ + HSO₃⁻ + H₂O → 2 I⁻ + HSO₄⁻ + 2 H⁺

Lorsque le bisulfite est complètement consommé, l'iode survivra (c'est-à-dire sans réduction par le bisulfite) pour former le complexe bleu foncé avec l'amidon.

Cette réaction d'horloge utilise du persulfate de sodium , de potassium ou d'ammonium pour oxyder les ions iodure en iode. Le thiosulfate de sodium est utilisé pour réduire l'iode en iodure avant que l'iode ne puisse se complexer avec l'amidon pour former la couleur bleu-noir caractéristique.

L'iode est généré:

2 I⁻ + S₂O₈²⁻ → I₂ + 2 SO₄²⁻

Et est ensuite retiré:

I₂ + 2 S₂O₃²⁻ → 2 I⁻ + S₄O₆²⁻

Une fois que tout le thiosulfate est consommé, l'iode peut former un complexe avec l'amidon. Le persulfate de potassium est moins soluble (cf. Salters site) alors que le persulfate d'ammonium a une solubilité plus élevée et est utilisé à la place dans la réaction décrite dans les exemples de l'Université d'Oxford[3].

Une séquence d'horloge expérimentale à l'iode a également été établie pour un système composé d'iodure de potassium et d'iodure de potassium , de chlorate de sodium et d'acide perchlorique, qui se produit dans les réactions suivantes[4].

Le triiodure est présent à l'équilibre avec l'anion iodure et l'iode moléculaire:

I₃⁻ ⇄ I⁻ + I₂

L'ion chlorate oxyde l'ion iodure en acide hypoiodeux et en acide chloreux dans l'étape lente et déterminante :

ClO₃⁻ + I⁻ + 2 H⁺ → HOI + HClO₂

La consommation de chlorate est accélérée par la réaction de l'acide hypoïodeux en acide iodé et en acide chloreux supplémentaire:

ClO₃⁻ + HOI + H⁺ → HIO₂ + HClO₂

Une plus grande autocatalyse lorsque l’acide iodé nouvellement généré convertit également le chlorate dans l’étape de réaction la plus rapide:

ClO₃⁻ + HIO₂ → IO₃⁻ + HClO₂

Dans cette horloge, la période d'induction est le temps nécessaire pour que le processus autocatalytique démarre, après quoi la concentration en iode libre diminue rapidement, comme observé par spectroscopie UV / VIS.

• Réaction oscillante
• Réaction ancienne de Nassau
• Oscillateur chimique
• Réaction de Briggs – Rauscher

• Variante du peroxyde d'hydrogène
• Variante au bisulfite de sodium avec une caméra haute vitesse