นาฬิกาเคมีเป็นสถานการณ์ที่ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในทันทีทันใดเหตุการณ์ที่สังเกตได้หลังจากการหน่วงเวลาที่สามารถตั้งค่าได้ค่อนข้างแม่นยำโดยการปรับความเข้มข้นของสารตั้งต้น บ่อยครั้งที่เหตุการณ์ถูกระบุโดยการเปลี่ยนสี แต่มันอาจจะอยู่ในรูปแบบอื่นเช่นการผลิตก๊าซที่ทำให้เกิดการปล่อยออกมา ในบางกรณีการเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นวัฏจักรและเกี่ยวข้องกับวิธีแก้ปัญหาที่สลับเป็นระยะ ๆ ระหว่างสองสถานะขึ้นไปโดยปกติจะระบุด้วยสีที่ต่างกัน
หนึ่งในนาฬิกาเคมีที่ง่ายที่สุดเรียกว่าปฏิกิริยา“ นาฬิกาไอโอดีน” สารละลายไร้สีสองแบบผสมกันและหลังจากหยุดชั่วคราวโซลูชันที่ได้จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้มทันที ในการทดลองรุ่นที่พบบ่อยที่สุดวิธีหนึ่งมีส่วนผสมของกรดซัลฟูริกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เจือจางและอีกส่วนผสมหนึ่งของโพแทสเซียมไอโอไดด์แป้งและโซเดียมไธโอซัลเฟต ในการผสมสารละลายธาตุไอโอดีนจะถูกปลดปล่อยจากโพแทสเซียมไอโอไดด์ แต่ปฏิกิริยาที่เร็วขึ้นระหว่างไอโอดีนและโซเดียมไธโอซัลเฟตจะเปลี่ยนกลับเป็นไอออนไอโอไดด์ที่ไม่มีสี เมื่อไธโอซัลเฟตหมดไอโอดีนก็สามารถทำปฏิกิริยากับแป้งเพื่อผลิตสารประกอบสีน้ำเงินเข้ม
ปฏิกิริยาของนาฬิกาเคมีนั้นมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ โดยปกติปฏิกิริยาทางเคมีจะเกิดขึ้นในทิศทางเดียวจนกว่าจะถึงจุดสมดุล หลังจากนี้จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมหากไม่มีการแทรกแซงจากปัจจัยอื่นเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ปฏิกิริยาการสั่นเกิดขึ้นทำให้งงในตอนแรกเนื่องจากพวกเขาดูเหมือนจะท้าทายกฎนี้โดยการเคลื่อนที่ออกจากความสมดุลและกลับมาที่นั่นซ้ำ ๆ ในความเป็นจริงปฏิกิริยาโดยรวมจะดำเนินต่อไปสู่ความสมดุลและอยู่ที่นั่น แต่ในกระบวนการความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือสารตั้งต้นชนิดหนึ่งหรือมากกว่านั้นจะแตกต่างกันไปตามวัฏจักร
ในนาฬิกาเคมีที่สั่นสะเทือนในอุดมคติมีปฏิกิริยาที่สร้างผลิตภัณฑ์และปฏิกิริยาอื่นที่ใช้ผลิตภัณฑ์นี้โดยมีความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์เป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เมื่อความเข้มข้นต่ำปฏิกิริยาแรกเกิดขึ้นทำให้ผลิตภัณฑ์มากขึ้น อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่สองลดความเข้มข้นและกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาแรกขึ้น สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดวงจรที่ปฏิกิริยาการแข่งขันทั้งสองกำหนดความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น หลังจากผ่านไปหลายรอบส่วนผสมจะเข้าสู่สมดุลและปฏิกิริยาจะหยุดลง
วิลเลียมซี. เบรย์หนึ่งในนาฬิกาสารเคมีวัฏจักรแรกพบในปี 1921 มันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และเกลือไอโอดีน การสืบสวนโดยเบรย์และนักเรียนของเขาแฮร์มันน์ลิฟฮาฟสกีแสดงให้เห็นว่าการลดลงของไอโอดีนเป็นไอโอดีนโดยมีการผลิตออกซิเจนและการออกซิเดชั่นของไอโอดีนกลับเป็นไอโอดีนนั้นเกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ เรื่องนี้เป็นที่รู้จักในฐานะปฏิกิริยา Bray-Liebhafsky
ในทศวรรษที่ 1950 และ 1960 นักฟิสิกส์ชีวมวล Boris P. Belousov และต่อมา Anatol M. Zhabotinsky ได้ตรวจสอบปฏิกิริยาของวัฏจักรอีกครั้งที่เกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันเป็นระยะและการลดลงของเกลือซีเรียมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสีสั่น หาก Belousov-Zhabotinsky หรือ BZ ปฏิกิริยาถูกดำเนินการโดยใช้ชั้นบาง ๆ ของส่วนผสมทางเคมีจะเห็นผลที่น่าทึ่งโดยมีความผันผวนเล็กน้อยในระดับความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของรูปแบบที่ซับซ้อนของวงกลมและศูนย์กลางวงกลม กระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นนั้นมีความซับซ้อนมากซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่แตกต่างกันถึง 18 ปฏิกิริยา
อาจารย์ผู้สอนวิทยาศาสตร์ Thomas S. Briggs และ Warren C. Rauscsher ใช้ปฏิกิริยาข้างต้นเป็นพื้นฐานสร้างนาฬิกาเคมีสามสีที่น่าสนใจในปี 1972 ปฏิกิริยา Briggs-Rauscher มีวิธีแก้ปัญหาที่เปลี่ยนจากสีเป็นสีน้ำตาลอ่อนเป็นสีน้ำตาลอ่อนเป็นระยะเวลานาน น้ำเงิน. หากตั้งอย่างระมัดระวังอาจมี 10-15 รอบก่อนที่จะตกลงสู่ความสมดุลในสีฟ้าเข้ม
นาฬิกาเคมีที่ผิดปกติซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างมากกว่าสีคือปฏิกิริยาการเต้นของปรอท หยดปรอทจะถูกเติมลงในสารละลายโพแทสเซียมไดโครเมตในกรดซัลฟิวริกและเล็บเหล็กจะถูกวางใกล้กับปรอท ฟิล์มของสารปรอท I ซัลเฟตก่อตัวขึ้นเมื่อหยดลดแรงตึงผิวและทำให้มันแพร่กระจายและสัมผัสเล็บเหล็ก เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นอิเล็กตรอนจากเล็บจะลดปรอทที่ฉันซัลเฟตกลับไปเป็นปรอทคืนความตึงผิวและทำให้หยดเลือดหดตัวอีกครั้งทำให้สูญเสียการสัมผัสกับเล็บ กระบวนการนี้ทำซ้ำหลายครั้งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของรูปร่าง
ปฏิกิริยานาฬิกาเคมีเป็นพื้นที่ของการวิจัยอย่างต่อเนื่อง ปฏิกิริยาวงจรหรือการสั่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นที่สนใจอย่างมากในการศึกษาจลนพลศาสตร์เคมีและระบบการจัดการตนเอง มันได้รับการสันนิษฐานว่าปฏิกิริยาประเภทนี้อาจเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของชีวิต
