碘钟反应

碘鐘反應（Iodine clock reaction）是一種經典的秒錶反應實驗，其体现了化学动力学的原理。它于1886年被瑞士化學家汉斯·兰多尔特發現。在碘钟反应中，两种（或三种）无色的液体被混合在一起，并在几秒钟后变成蓝色。此反应可以通过多种不同的途径实现。

過硫酸鉀將碘離子氧化為碘，而碘又與澱粉反應生成藍紫色錯合物，產生碘鐘反應。本影片中溶液變色的過程經大幅加速，實際需時因濃度而異。

过氧化氢型碘鐘

向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘酸钾、硫代硫酸钠和淀粉的混合溶液。此时在体系中存在两个主要反应，离子方程式为：

H₂O₂(aq)+3I⁻(aq)+2H⁺→ I₃⁻+2H₂O

I₃⁻(aq)+2S₂O₃²⁻(aq) → 3I⁻(aq)+S₄O₆²⁻(aq)

碘酸盐型碘钟

向用硫酸酸化的碘酸盐中加入亚硫酸氢钠（或先以較安定的焦亞硫酸鈉溶於水生成亞硫酸氫鈉）以及少量淀粉溶液，此时体系中出现如下反应：

IO₃⁻ (aq) + 3HSO₃⁻ (aq) → I⁻ (aq) + 3HSO₄⁻(aq)

然后过量的碘酸根离子与碘离子发生归中反应：

IO₃⁻ (aq) + 5I⁻ (aq) + 6H⁺ (aq) → 3I₂ + 3H₂O (l)

接着亚硫酸氢钠将生成的碘还原：

I₂ (aq) + HSO₃⁻ (aq) + H₂O (l) → 2I⁻ (aq) + HSO₄⁻(aq) + 2H⁺ (aq)

过硫酸盐型碘钟

通过过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵将碘离子氧化成碘单质。加入硫代硫酸钠可以将碘单质还原回碘离子。离子方程式如下：

2I⁻(aq) + S₂O₈²⁻(aq) → I₂ (aq)+ 2SO₄²⁻(aq)

I₂ (aq) + 2S₂O₃²⁻(aq) → 2I⁻(aq) + S₄O₆²⁻(aq)

氯酸盐型碘钟

将卢戈氏碘液、氯酸钠和高氯酸混合，离子方程式如下：

I₃⁻ → I⁻ + I₂

ClO₃⁻ + I⁻ + 2H⁺ → HIO +HClO₂

ClO₃⁻ + HIO + H⁺ → HIO₂ + HClO₂

ClO₃⁻ + HIO₂ → IO₃⁻ + HClO₂

参考资料