Реакция Белоусова — Жаботинского: химические колебания в растворе
В 1951 году Борис Белоусов обнаружил химическую реакцию, при которой состав раствора меняется периодически, а не просто движется к конечному состоянию. Позднее Анатолий Жаботинский подробно исследовал этот процесс; реакция получила имена обоих учёных.
Как это было
Белоусов исследовал процессы химического окисления и обратил внимание на неожиданное поведение раствора. В опыте с лимонной кислотой, броматом и ионами церия окраска жидкости менялась снова и снова. Это означало, что концентрации некоторых промежуточных веществ колеблются, хотя реакция продолжается в одном сосуде без последовательного добавления новых порций реагентов.
В 1951 году Белоусов попытался представить результаты научному сообществу. Публикация его наблюдений оказалась затруднительной; краткое сообщение вышло позднее. Тем не менее опыт можно было воспроизвести, а значит, поведение смеси поддавалось изучению.
В начале 1960-х годов к исследованию подключился Анатолий Жаботинский, работавший в научной среде МГУ. Он изучал условия возникновения колебаний, заменял компоненты реакционной смеси и исследовал механизмы процесса. Это помогло превратить отдельный химический опыт в систематическую область исследований.
Как это работало
В реакции участвуют несколько взаимосвязанных превращений веществ. Одни промежуточные продукты ускоряют своё образование, другие процессы тормозят их накопление. Из-за этого концентрации отдельных компонентов могут то возрастать, то уменьшаться — возникают повторяющиеся циклы.
Изменение концентраций проявляется через окраску вещества-индикатора или ионов катализатора: раствор периодически меняет цвет. Если реакционную смесь распределить тонким слоем, изменения могут распространяться по поверхности как волны и образовывать кольцевые или спиральные рисунки. Это видимый пример того, как химическая система формирует упорядоченный рисунок во времени и пространстве.
Что было дальше
Исследования Белоусова и Жаботинского стали частью развития химической кинетики — науки о скорости и механизмах реакций. Учёные начали изучать, как возникают колебания, волны и сложные пространственные структуры в химических средах.
Реакция используется как наглядная экспериментальная модель самоорганизации и нелинейных процессов. С её помощью можно проверять математические модели, сравнивая предсказания с реальной сменой цвета и движением химических волн.
В те же годы
Через Северный полюс без посадки: рейс АНТ-25 в Америку
18–20 июня 1937 года Валерий Чкалов, Георгий Байдуков и Александр Беляков перелетели из Подмосковья через Северный полюс в американский Ванкувер. Самолёт АНТ-25 провёл в воздухе более 63 часов.
1937наука«Северный полюс-1»: научная станция на движущейся льдине
В 1937 году в районе Северного полюса начала работу дрейфующая научная станция «Северный полюс-1». Иван Папанин, Эрнст Кренкель, Пётр Ширшов и Евгений Фёдоров проводили наблюдения, пока льдина перемещалась по океану.
1937связь и радиоМногорезонаторный магнетрон: источник сантиметровых радиоволн
В 1937 году инженеры Николай Алексеев и Дмитрий Маляров испытали мощный многорезонаторный магнетрон. Прибор создавался в ленинградском НИИ-9 под научным руководством Михаила Бонч-Бруевича.
1937приборы и измеренияСверхтекучесть: когда жидкий гелий почти не сопротивляется течению
В 1937 году Пётр Капица обнаружил необычное течение жидкого гелия при очень низкой температуре. В опытах выяснилось, что ниже определённого температурного порога жидкость способна проходить через узкие каналы с чрезвычайно малым сопротивлением.
1937медицина и фармакологияМеханическое сердце Демихова: опыт 1937 года
В 1937 году Владимир Демихов участвовал в создании механического сердца с электроприводом и испытал его на собаке. Аппарат был экспериментальным: он должен был заменить собственное сердце животного и поддерживать движение крови.
1937приборы и измеренияСвечение быстрых частиц: теория Тамма и Франка
В 1937 году Игорь Тамм и Илья Франк объяснили свечение, открытое Павлом Черенковым при исследовании жидкостей. Они показали, при каких условиях движущаяся в веществе заряженная частица испускает свет.