Fizikai kémia és elméleti kémia (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)
100 %
zsűri
Kémia 1
Kutatóhely
Szervetlen Kémia Tanszék (Pécsi Tudományegyetem)
résztvevők
Nagypál István Varga Dénes
projekt kezdete
2007-07-01
projekt vége
2011-12-31
aktuális összeg (MFt)
3.819
FTE (kutatóév egyenérték)
1.44
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás végső célja az egzotikus kinetikai jelenségek egész sorát mutató tioszulfát-klorit reakció kinetikájának és mechanizmusának megismerése, ami lehetővé teszi olyan jelenségek reakciómechanizmuson nyugvó magyarázatát, mint pl. a fluktuáció indukált viselkedés nem pufferelt közegben, komplex periodikus és aperiodikus oszcillációk megjelenése folytonosan kevert, táplált tankreaktorban (CSTR). A fenti reakciót rendkívül bonyolulttá teszi azonban az a tény, hogy legalább három olyan köztiterméke van, - tetrationát ion, klór dioxid, hipoklórossav - amelyek viszonylag hosszú élettartamúak, így nemcsak a reaktánsokkal, hanem egymással is képesek számottevő sebességgel reagálni, s így az egész rendszer viselkedését döntően befolyásolni. A szisztematikus mechanizmuskutatások eredményeként mára az anyareakció számos alrendszerének kinetikája és mechanizmusa vált ismertté, többek között az OTKA (D38001) és Békésy (B12/2003) posztdoktori ösztöndíj kereteiben végzett kutatások segítségével. Jelen pályázat a tioszulfát-klorit reakció még hiányzó alrendszerei, illetve ezen rendszerek bróm- és jódanalógiái kinetikájának és mechanizmusának felderítését tűzte ki célul, azok kinetikai viselkedésének összehasonlításával együtt.
angol összefoglaló
The chlorite-thiosulfate reaction exhibits wide range of exotic kinetic phenomena such as fluctuation induced behaviour in nonbuffered medium, complex periodic and aperiodic oscillations in CSTR, etc. One of the final aim of this investigation is to unravel the kinetics and mechanism of the parent reaction. This system is, however, very complex since it has at least three long-lived intermediates - tetrathionate ion, chlorine dioxide, hypochlorous acid - and they can even react not only with the reactants but also with each other with reasonable rates and they can also be end-products depending on the initial concentration ratio of the reactants. By now as a result of the systematic mechanism investigations the kinetics and mechanism of several subsystems of the parent reaction have already been established by the help of OTKA (D38001) and Békésy (B12/2003) postoctoral fellowships. The task of this proposal is to unravel the kinetics and mechanisms of those subsystems of the parent reaction that of are still unexplored and to compare them with their bromine and iodine analogies.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A kutatási támogatás négy évében számos, eddig ismeretlen, rendszer kinetikáját és mechanizmusát tanulmányoztuk, vagy a korábbi ismereteket kiegészítettük, amellyel lehetővé vált az adott rendszer pontosabb leírása. Az elért eredmények mindegyike a projektjavaslat értelmében különböző, kéntartalmú szervetlen oxianion (szulfit, tioszulfát, tetrationát, pentationát) oxidációs reakcióinak kinetikai vizsgálatára korlátozódott. Mivel a vizsgált rendszerek java része modellreakcióként használatos nemlineáris dinamikai jelenségek tanulmányozására, az új ismeretek hozzájárulhatnak ezek pontosabb megismeréséhez is.
kutatási eredmények (angolul)
The kinetics of several reaction system either with so far unknown mechanism (or kinetic model) has been studied during this 4-year project. In other cases the information about the given reaction system has been supplemented that allowed us to refine the kinetic model available in the literature. All the results accomplished were based on studying the kinetics and the mechanism of different sulfur containing oxyanions such as sulfite, thiosulfate, tetrathionate and pentathionate. Since majority of the systems investigated are used as a tool for studying nonlinear dynamical phenomena, the new information achieved in the frame of this OTKA project may contribute to better understanding of these phenomena as well.
Horváth A. K.: Revised Explanation of the pH Oscillations in the Iodate-Thiosulfate-Sulfite System, J. Phys. Chem A, 112, 3935, 2008
Csekő Gy., Varga D., Horváth A. K., Nagypál I.: Simultaneous Investigation of the Landolt and Dushman Reactions, J. Phys. Chem A, 112, 5854, 2008
Horváth A. K., Nagypál I., Csekő Gy.: Theoretical Investigation on the Concentration Dependence of the Landolt Time, J. Phys. Chem A, 112, 7868, 2008
Kormányos B., Nagypál I., Peintler G., Horváth A. K.: Effect of Chloride Ion on the Kinetics and Mechanism of the Reaction Between Chlorite Ion and Hypochlorous Acid, Inorg. Chem, 47, 7914, 2008
Varga D., Horváth A. K.: Simultaneous Evaluation of Different Types of Kinetic Traces of a Complex System: Kinetics and Mechanism of the Tetrathionate-Bromine Reaction, J. Phys. Chem A, 113, 9988, 2009
Varga D., Horváth A. K.: Revisiting the Kinetics and the Mechanism of the Tetrathionate-Hypochlorous Acid Reaction in Nearly Neutral Medium, J. Phys. Chem A, 113, 13907, 2009
Peintler G., Csekő Gy., Petz A., Horváth A. K.: An Improved Chemical Model for the Quantitative Description of the Front Propagation in the Tetrathionate-Chlorite Acid Reaction, Phys. Chem. Chem. Phys., 12, 2356, 2010
Filáry Á., Horváth A. K.: Photochemically Induced Catalysis of Iodide Ion and Iodine in the Tetrathionate-Chlorite Acid Reaction, Phys. Chem. Chem. Phys., 12, 6742, 2010
Varga D.,Nagypál I., Horváth A. K.: Complex Kinetics of a Landolt-type Reaction: the Later Phase of the Thiosulfate-Iodate Reaction, J. Phys. Chem. A, 114, 5752, 2010
Csekő Gy., Horváth A. K.: Non-triiodide Based Autoinhibition of Iodide Ion in the Trithionate-Iodine Reaction, J. Phys. Chem. A, 114, 6521, 2010
Xu L., Horváth A. K., Hu Y., Ji C., Zhao Y., Gao Q.: High Performance Liquid Chromatography Study on the Kinetics and Mechanism of Chlorite-Thiosulfate Reaction in Slightly Alkaline Medium, J. Phys. Chem. A, 2011
Rauscher E., Csekő Gy., Horváth A. K.: On the Comlexity of Kinetics and Mechanism of the Thiosulfate-Periodate Reaction, Inorg. Chem., 2011
Pan C. W., Wang W., Horváth A. K., Xie J. X., Lu Y., Ji C., Gao Q.: Kinetics and Mechanism of Alkaline Decomposition of the Pentathionate Ion by Simultaneous Tracking of Different Sulfur Species by High Performance Liquid Chromatography, Inorg. Chem., 2011
Liu H., Horváth A. K., Zhao Y., Lv X., Gao Q.: A Rate Law Model for the Explanation of Complex pH Oscillation in the Thiourea-Iodate-Sulfite Flow System, Phys. Chem. Chem. Phys., 2012
