बेलौसोव-झाबोटिंस्की प्रतिक्रिया

एक बेलौसोव-झाबोटिंस्की प्रतिक्रिया, या बीजेड प्रतिक्रिया, प्रतिक्रियाओं की एक श्रेणी है जो गैर-संतुलन ऊष्मप्रवैगिकी के शास्त्रीय उदाहरण के रूप में काम करती है, जिसके परिणामस्वरूप एक गैर-रैखिक रासायनिक थरथरानवाला की स्थापना होती है। इन दोलकों में एकमात्र सामान्य तत्व ब्रोमिन  और एक अम्ल का समावेश है। सैद्धांतिक रसायन विज्ञान के लिए प्रतिक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे दिखाते हैं कि संतुलन थर्मोडायनामिक्स व्यवहार द्वारा रासायनिक प्रतिक्रियाओं का प्रभुत्व नहीं होना चाहिए। ये प्रतिक्रियाएँ संतुलन से बहुत दूर हैं और एक महत्वपूर्ण समय के लिए बनी रहती हैं और अराजकता सिद्धांत विकसित करती हैं। इस अर्थ में, वे गैर-संतुलन जैविक का एक दिलचस्प रासायनिक मॉडल प्रदान करते हैं घटनाएं; जैसे, गणितीय मॉडल और BZ प्रतिक्रियाओं के सिमुलेशन स्वयं सैद्धांतिक रुचि के हैं, घटना को शोर-प्रेरित क्रम के रूप में दिखाते हैं।

BZ प्रतिक्रिया का एक अनिवार्य पहलू इसकी तथाकथित उत्तेजना है; उत्तेजनाओं के प्रभाव में, पैटर्न विकसित होते हैं जो अन्यथा पूरी तरह से शांत माध्यम होगा। कुछ घड़ी प्रतिक्रियाएं जैसे ब्रिग्स-राउशर प्रतिक्रिया | ब्रिग्स-राउशर और बीजेड उत्प्रेरक के रूप में ट्रिस (बिपिरिडीन) रूथेनियम (II) क्लोराइड का उपयोग करके प्रकाश के प्रभाव के माध्यम से स्व-संगठन | स्व-संगठित गतिविधि में उत्साहित हो सकते हैं।

इतिहास
घटना की खोज का श्रेय बोरिस पावलोविच बेलौसोव को दिया जाता है। 1951 में, साइट्रिक एसिड चक्र के गैर-कार्बनिक एनालॉग को खोजने की कोशिश करते हुए, उन्होंने देखा कि पोटेशियम ब्रोमेट, सेरियम (चतुर्थ) सल्फेट, मैलिक एसिड और नीम्बू रस चक्र मिश्रण में सल्फ्यूरिक एसिड पतला होता है, एकाग्रता का अनुपात सेरियम (IV) और सेरियम (III) आयन दोलन करते हैं, जिससे घोल का रंग पीले घोल और रंगहीन घोल के बीच दोलन करता है। यह सेरियम (IV) आयनों को मैलिक एसिड द्वारा सेरियम (III) आयनों में कम किए जाने के कारण होता है, जो फिर ब्रोमेट (V) आयनों द्वारा वापस सेरियम (IV) आयनों में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

बेलौसोव ने अपनी खोज को प्रकाशित करने के दो प्रयास किए, लेकिन इस आधार पर खारिज कर दिया गया कि वह अपने परिणामों को उन पत्रिकाओं के संपादकों की संतुष्टि के लिए नहीं समझा सके जिनके लिए उन्होंने अपने परिणाम प्रस्तुत किए थे। सोवियत बायोकेमिस्ट साइमन एलेविच श्नोल ने बेलौसोव को अपने परिणामों को प्रकाशित करने के प्रयासों को जारी रखने के लिए प्रोत्साहित किया। 1959 में उनका काम आखिरकार एक कम सम्मानित, गैर-समीक्षित पत्रिका में प्रकाशित हुआ। बेलौसोव के प्रकाशन के बाद, शनोल ने 1961 में एक स्नातक छात्र, अनातोल झाबोटिन्स्की को परियोजना दी, जिन्होंने प्रतिक्रिया अनुक्रम की विस्तार से जांच की; हालाँकि, इन पुरुषों के काम के परिणाम अभी भी व्यापक रूप से प्रसारित नहीं हुए थे, और 1968 में प्राहा  में एक सम्मेलन तक पश्चिम में ज्ञात नहीं थे।

रासायनिक साहित्य और वेब पर कई BZ कॉकटेल उपलब्ध हैं। फेरोइन, मैच पहेली और आरओ लाइन  और लोहे का एक जटिल (रसायन विज्ञान), एक सामान्य रेडॉक्स संकेतक है। इन अभिक्रियाओं को यदि पेट्री डिश में किया जाता है, तो सबसे पहले रंगीन धब्बों का निर्माण होता है। ये धब्बे एक चक्रीय कोशिकीय automaton द्वारा उत्पन्न पैटर्न के समान विस्तारित संकेंद्रित छल्ले या शायद बढ़ते हुए सर्पिलों की एक श्रृंखला में विकसित होते हैं। यदि व्यंजन को हिलाया जाए तो रंग गायब हो जाते हैं और फिर से दिखाई देने लगते हैं। तरंगें तब तक जारी रहती हैं जब तक अभिकर्मकों का उपभोग नहीं हो जाता। एक चुंबकीय विलोडक का उपयोग करके एक बीकर (कांच के बने पदार्थ) में भी प्रतिक्रिया की जा सकती है।

एंड्रयू एडमत्ज़की, इंग्लैंड के पश्चिम विश्वविद्यालय में एक कंप्यूटर वैज्ञानिक ने BZ प्रतिक्रिया का उपयोग करते हुए तरल तर्क गेट्स पर सूचना दी। BZ प्रतिक्रिया का उपयोग हार्वर्ड विश्वविद्यालय में जुआन पेरेज़-मर्केडर और उनके समूह द्वारा पूरी तरह से रासायनिक ट्यूरिंग मशीन बनाने के लिए किया गया है, जो चॉम्स्की पदानुक्रम | चॉम्स्की टाइप -1 भाषा को पहचानने में सक्षम है। उल्लेखनीय रूप से समान दोलन सर्पिल पैटर्न प्रकृति में कहीं और दिखाई देते हैं, बहुत भिन्न स्थानिक और लौकिक पैमानों पर, उदाहरण के लिए डिक्टियोस्टेलियम डिस्कोइडम का विकास पैटर्न, एक मिट्टी में रहने वाला एक सलि का जन्तु  कॉलोनी। BZ प्रतिक्रिया में, परस्पर क्रिया करने वाले तत्वों का आकार आणविक होता है और प्रतिक्रिया का समय पैमाना मिनट होता है। मिट्टी के अमीबा के मामले में, तत्वों का आकार एकल-कोशिका वाले जीवों के लिए विशिष्ट है और इसमें शामिल समय दिनों से लेकर वर्षों तक के क्रम में हैं।

जांचकर्ता एक रासायनिक कंप्यूटर के निर्माण की भी खोज कर रहे हैं गीला कंप्यूटर, न्यूरॉन्स के कुछ गुणों की नकल करने के लिए स्व-निर्मित कोशिकाओं और अन्य तकनीकों का उपयोग करना।

रासायनिक तंत्र
इस प्रतिक्रिया के लिए तंत्र बहुत जटिल है और माना जाता है कि इसमें लगभग 18 अलग-अलग चरण शामिल हैं जो कई शोध पत्रों का विषय रहे हैं। एक तरह से ब्रिग्स-राउशर प्रतिक्रिया के समान, दो प्रमुख प्रक्रियाएं होती हैं (दोनों स्वतःउत्प्रेरण | ऑटो-कैटेलिटिक हैं); प्रक्रिया A आणविक ब्रोमीन उत्पन्न करती है, लाल रंग देती है, और प्रक्रिया B ब्रोमीन को ब्रोमाइड आयन देने के लिए खपत करती है। सैद्धांतिक रूप से, प्रतिक्रिया आदर्श ट्यूरिंग पैटर्न से मिलती-जुलती है, एक प्रणाली जो एक प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया प्रसार समीकरणों को हल करने से गुणात्मक रूप से उभरती है जो प्रतिक्रिया अवरोधक और प्रतिक्रिया प्रमोटर दोनों उत्पन्न करती है, जिनमें से दोनों अलग-अलग दरों पर माध्यम में फैलते हैं। इस प्रतिक्रिया पर सबसे आम भिन्नताओं में से एक मैलिक एसिड (सीएच2(को2एच)2) एसिड और पोटेशियम ब्रोमेट के रूप में (KBrO3) ब्रोमीन के स्रोत के रूप में। समग्र समीकरण है: : 3 सीएच2(को2एच)2 + 4 → 4 ब्र− + 9 सीओ2 + 6 एच2हे

प्रकार
प्रतिक्रिया के कई रूप मौजूद हैं। एकमात्र प्रमुख रसायन ब्रोमेट ऑक्सीडाइज़र है। उत्प्रेरक आयन सबसे अधिक बार सेरियम होता है, लेकिन यह मैंगनीज, या लोहे, रूथेनियम, कोबाल्ट, तांबा, क्रोमियम, चांदी, निकल और ऑस्मियम के परिसर भी हो सकते हैं। कई अलग-अलग रिडक्टेंट्स का इस्तेमाल किया जा सकता है। (झाबोटिंस्की, 1964बी; फील्ड एंड बर्गर, 1985) जब प्रतिक्रिया को microemulsion में चलाया जाता है तो कई अलग-अलग पैटर्न देखे जा सकते हैं।

यह भी देखें

 * ऑटोवेव
 * Autowave reverberator
 * ब्रिग्स-राउशर प्रतिक्रिया
 * अपव्यय
 * उत्तेजक माध्यम
 * शोर-प्रेरित आदेश
 * प्रकृति में पैटर्न
 * प्रतिक्रिया–प्रसार
 * स्व-दोलन
 * स्व-संगठन
 * स्टोचैस्टिक अनुनाद
 * एलन ट्यूरिंग जिन्होंने 1950 के दशक की शुरुआत में गणितीय रूप से दोलनशील रासायनिक प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी की थी
 * ब्रुसेलेटर
 * ओरेगनेटर

बाहरी संबंध

 * Interactive Science Experiment Showcasing the BZ Reaction (A-Level)
 * A Survey Article on the Mathematics of the BZ Reaction
 * The Scholarpedia article on the Belousov-Zhabotinsky reaction
 * The Belousov–Zhabotinski Reaction
 * The Belousov–Zhabotinsky Reaction
 * The Phenomenology of the Belousov–Zhabotinsky Reaction, with pictures
 * BZ reaction and explanation at The Periodic Table of Videos
 * The Belousov–Zhabotinski Reaction (PDF file)
 * "Paper cargo surfs chemical waves"—Oscillating chemical waves induced by BZ reactions can propel small objects, New Scientist, 18 February 2008
 * The home page of Anatol M. Zhabotinsky
 * Simulating Belousov-Zhabotinsky Reactions in Pixel Bender A simulation of the Belousov–Zhabotinsky reaction running inside Flash Player