3.1. Разложение пероксида водорода, катализируемое иодатом (реакция Брея—Либавски)

Как указывал Брей в 1921 г. [17], двойственную роль пероксида водорода как окислителя и восстановителя он изучал в сотрудничестве с Колкинсом в 1916 г. Честь открытия в 1911 г. реакций с таким двойственным действием пероксида водорода, по его словам, принадлежит Оже.

Схема реакции [12, 17]. В этом примере двойственная роль пероксида водорода проявляется в: 1) окислении иода 12 до йодноватой кислоты восстановлении йодноватой кислоты до иода.

Хотя эти реакции и были впервые описаны Оже, только Брею [17] в 1921 г. удалось обнаружить в данной системе колебания, имеющие в условиях эксперимента затухающий характер.

Реакция 1 автокаталитическая и протекает с высокой скоростью; скорость реакции 2 относительно невелика. В работе Брея [17] обсуждалась также роль окислительно-восстановительной пары в каталитическом разложении пероксида водорода:

Исследования механизма и компьютерный расчет модели [24, 70, 74, 107, 35]. Почти полвека продолжались попытки опровергнуть открытые Бреем периодические изменения в процессе реакции иодат — пероксид водорода. Однако Дегн [24] в 1967 г. подтвердил наличие колебаний в этой реакции и вместе с сотрудниками [70] предложил модель, основанную на квадратично разветвленной цепной реакции и дающую колебания, подобные экспериментально наблюдаемым.

Дальнейшие исследования механизма реакции, подтверждающие наличие в ней колебаний, были проведены многими исследователями, в частности Либавски с сотрудниками и Нойесом с сотрудниками. В статье

Рис. I. Длительные незатухающие колебания

Мацузаки и др. [74], например, приведены результаты машинного расчета математической модели реакции. Показано, что в процессе реакции осуществляются колебания концентрации иодид-ионов , молекулярного иода и гипоиодистой кислоты (рис. 1). Эти колебания можно рассматривать как колебания типа предельного цикла, хотя в работе и нет прямого указания на предельный цикл. Впрочем, в работе не рассматриваются бифуркации, приводящие к иным типам колебательных решений.

Детальный механизм и модельные расчеты для этой реакции были представлены в работах Нойеса и Шарма в 1976 г. [107] и позже, в 1979 г., в работе Эдельсона [35].