Reação de Briggs-Rauscher

A reação de Briggs-Rauscher é um exemplo de reação oscilante na qual a mistura de três soluções incolores resulta em uma solução cuja coloração oscila entre transparente, âmbar (laranja-amarelo) e azul escuro.

Descrição

A primeira solução incolor é uma mistura de iodato de potássio e ácido sulfúrico em água:

KIO₃(aq) + H₂SO₄(aq)

A segunda é uma mistura de ácido malônico e sulfato de manganês monoidratado em água:

HOOCCH₂COOH(aq) + MnSO₄. H₂O

A terceira é peróxido de hidrogênio em água:

H₂O₂(aq)

A mistura das três soluções resulta no seguinte equilíbrio químico (estão indicados apenas os reagentes que participam ativamente da reação):

IO₃^- + 2 H₂O₂ + CH₂(CO₂H)₂ + H⁺ ←→ ICH(CO₂H)₂ + 2 O₂ + 3 H₂O

Mas tal reação é composta por várias etapas, dentre elas destacamos:

eq 1: IO₃^- + 2 H₂O₂ + H⁺ ←→ HOI + 2 O₂ + 2 H₂O

eq 2: HOI + CH₂(CO₂H)₂ ←→ ICH(CO₂H)₂ + H₂O

Esta última apresenta as seguintes etapas:

eq 2.1: I^- + HOI + H⁺ ←→ I₂ + H₂O (inicialmente, I^- é resultado da redução do excesso de HOI pelo H₂O₂)

eq 2.2: I₂ + CH₂(CO₂H)₂ ←→ ICH₂(CO₂H)₂ + H⁺ + I^-

O I^- é incolor, o I₂, por sua vez, é responsável pela coloração âmbar e o I₃^- pela coloração azul escuro.

O processo se baseia no princípio de Le Châtelier.

Quando as três soluções incolores são misturadas, há a formação de HOI, conforme indicado na eq 1, o que aumenta a concentração de HOI.

Isso faz com que o equilíbrio da equação 2.1 seja deslocado no sentido de formação dos produtos, que aumenta a concentração de I₂ e deixa a solução âmbar.

Consequentemente, o eq 2.2 é deslocado no sentido de formação de produto, aumentando a concentração de I^-, que deixa a solução transparente.

Depois, o I^- reage com I₂ formando I₃^-, que deixa a solução azul escuro.

I^- + I₂ ←→ I₃^-

Isso consome o I₂, deslocando a equação 2.1 no sentido de formação dos produtos, consumindo HOI, o que desloca a equação 1 no sentido de formação de produto. Então, a concentração de I₂ aumenta, deixando a solução âmbar, reiniciando o processo.

Quando [I^-] é baixa, HOI é formado mais rapidamente, então ele é mais formado do que consumido. Já quando [I^-] é alta, HOI é formado mais lentamente, então é mais consumido do que formado. Isso influencia em qual composto é o predominante pelos deslocamentos de equilíbrio.