伝播速度について

質問

振動反応(ＢＺ反応)の空間パターンについての質問です。『シャーレに溶液を1,2ｍｍの厚さになるよう移して放置しておくと数ヶ所から輪ができて広がっていく』まではわかるのですが、何故厚さが薄い（約0.5ｍｍ）と伝播速度が遅くて厚いと（約1.5ｍｍ）速くなるのでしょうか。実験をやっていて薄いときと厚いときの差が結構あるので疑問に思いました。（実際文献にもそのような報告があります。）
本やＨＰで調べてみたのですが載っていなかったので、もしわかる方いらっしゃいましたらお願いします。

回答No.2

DexMachina · ベストアンサー

No.1です。

> 実際は逆で

・・・すみません、読み間違えていました(汗)

RZ反応では、大まかには「酸化」と「還元」の2つのプロセスがあるわけですが、
一方のプロセスでの生成物が一定濃度に達すると、もう一方のプロセスの
反応が加速されるようになる、とのことですので(wikiの「ベロウソフ・
ジャボチンスキー反応」の項を参照)、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%AD%E3%82%A6%E3%82%BD%E3%83%95%E3%83%BB%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%83%9C%E3%83%81%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%82%AD%E3%83%BC%E5%8F%8D%E5%BF%9C

　供給溶質量が少　→　次のプロセスの反応加速に必要な濃度に達しにくい
　供給溶質量が多　→　次のプロセスの反応加速に必要な濃度に達しやすい
ため、液膜が厚く供給溶質量の多い方が、伝播速度も速くなる、ということでしょう。

前回と結論が逆になってしまいますが、
　前回は「反応前の物質がなくなる速さ」に着目していたのに対し、
　今回は「反応生成物の生じる速さ」に着目しており、
「反応生成物の濃度に依存」するRZ反応の変色周期を説明するのに、
着目する点を間違っていた、ということです。
(いくら反応前の物質が早くなくなっても、次のプロセスが効率よく進むだけ
　の物質が生成していなければ、次のプロセスはなかなか進まない、と)

「溶質の拡散」という、おおもとの部分は間違っていなかった(多分(汗))とはいえ、
なんともお粗末な回答となってしまい、申し訳ありません。

お礼

返信遅くなりました…。供給溶質量とはどのことを指しているんだと先生に突っ込まれてしまい未だにあまりわかってないのですがどうにかしたいと思います。アドバイスありがとうございました。

回答No.1

DexMachina

液膜内のある一点での溶質の濃度を考えます。

撹拌液中と違い、ほぼ静止状態の液膜内では溶質の移動範囲は濃度勾配による
自然拡散に(ほぼ)限られます。

このとき、液の厚さが厚ければ、拡散によって供給され得る溶質量も大きくなる為、
平衡濃度(又は次の反応が開始される濃度)に達するまでには時間が掛かります。
一方、液の厚さが薄ければ、供給され得る溶質量が少なくなり、早く平衡濃度に
達することになります。

このため、ある程度までの厚さの範囲では、液膜の厚さが厚い方が伝播速度が
遅くなるものと推測できます。
(ある程度までの厚さ；
　液膜の厚さが自然拡散の範囲を越えれば、その一点への溶質供給には影響が
　なくなるため、伝播速度にも影響がなくなる、ということ)

補足

返答ありがとうございます。あぁ、そうか…と読んでいたのですがDexMachinaさんの考えだと厚いほうが遅くて薄いほうが速いということになってしまいます。実際は逆で薄いと遅くて厚いと速いんです(3ｍｍ以上だと輪のほうは起こらなくなると思いますが)とすると、どのように考えればこの考え方に結び付けれるのでしょうか。理論はあってるような気はするのですが…