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顏色不停變！為什麼某些化學反應能展現如此驚人的視覺奇蹟？
在化學中，有一個神秘而迷人的現象稱為「化學振盪反應」。這些反應中，某些成分的濃度隨著時間以周期性的方式變化，從而展現出引人注目的顏色轉變。這種現象不僅讓化學變得有趣，同時也挑戰了我們對熱力學的傳統理解。
這些振盪反應展示出化學反應並不必然受到平衡熱力學行為的主導。
最著名的化學振盪反應之一是貝羅索夫-扎博金斯基（Belousov-Zhabotinsky, BZ）反應。這個反應的特點在於它的「激發性」，在特定的刺激下，能在原本靜止的介質中形成獨特的圖案。科學家們如同藝術家，利用這些奇妙的色彩變化來進行實驗，探索化學的奧秘。
振盪反應的歷史可以追溯到19世紀。1828年，G.T. 法赫納（G.T. Fechner）報告了一個化學系統的振盪現象，但當時卻遭受到審慎的質疑。在1899年，W. 奧斯特瓦爾德（W. Ostwald）觀察到鉻在酸中的溶解速率呈現周期性增加與減少的現象。這些早期的觀察使科學界逐步認識到，化學振盪反應的存在是完全可能的。
科學家們逐漸意識到，這些振盪反應對於理解非線性化學動力學至關重要。
化學振盪反應的理論基礎在於，它們無法圍繞終態平衡進行振盪，因為這會違反熱力學第二定律。這定律要求系統必須趨向於平衡，而非偏離。這意味著雖然某些中間產物的濃度可以振盪，但整個系統的自由能則應持續下降。科學家們已經提出了多種理論模型來解釋這些反應，包括洛特卡-沃爾特拉模型、布魯塞拉特（Brusselator）和俄勒岡（Oregonator）等模型，其中俄勒岡模型特別適用於模擬貝羅索夫-扎博金斯基反應。
貝羅索夫-扎博金斯基反應
貝羅索夫-扎博金斯基反應是一種包含了溴和酸的振盪化學系統。在該反應中，硫酸鈉和丙二酸的混合物在硫酸的稀釋下，會展示出從黃色到無色的顏色變化。這一過程中，鈰(IV)離子和鈰(III)離子的濃度會隨著時間而周期性改變，使得溶液的顏色隨之變化。
鈰(IV)離子由丙二酸還原為鈰(III)離子，再由溴酸根離子氧化回鈰(IV)離子，這一連串的反應使得顏色變化成為可能。
布里格斯-勞斯契爾反應
布里格斯-勞斯契爾反應是另一個頗具代表性的振盪反應，以其明顯的顏色變化而廣受讚譽。剛製備的無色溶液會慢慢變成琥珀色，然後突然變成深藍色。顏色在幾分鐘內又會逐漸淡化，最終變回無色，並重複這一過程，通常會持續約十次，這令觀眾讚嘆不已。
布雷-利巴夫斯基反應
布雷-利巴夫斯基反應是一個於1921年首次描述的化學時鍾，涉及碘的氧化與還原過程。透過這一反應，科學家們能夠更清晰地觀察化學反應的振盪特性，這為科學界提供了更多的研究機會。
隨著對這些化學振盪反應的理解加深，科學家們發現了更多具有相似行為的系統。這些研究不僅拓展了化學的邊界，更讓我們思考自然界中的周期性現象背後是否有更多未解之謎？
