Kemiallinen kello on skenaario, jossa reagoivat kemialliset yhdisteet aiheuttavat äkillisen havaittavan tapahtuman viiveen jälkeen, joka voidaan asettaa suhteellisen tarkasti säätämällä reagoivien aineiden pitoisuuksia. Usein tapahtuma ilmenee värinmuutoksesta, mutta se voi olla jossain muussa muodossa, kuten poreilua aiheuttavan kaasun muodostuminen. Joissakin tapauksissa muutos on syklinen ja sisältää ratkaisun, joka vaihtaa säännöllisesti kahden tai useamman tilan välillä, yleensä eri väreillä.
Yksi yksinkertaisimmista kemiallisista kelloista tunnetaan nimellä “jodikello”. Kaksi väritöntä liuosta sekoitetaan ja tauon jälkeen saatu liuos muuttuu äkillisesti tummansiniseksi. Kokeen yleisimmässä versiossa yksi liuos sisältää laimeaa rikkihapon ja vetyperoksidin seosta ja toinen kaliumjodidin, tärkkelyksen ja natriumtiosulfaatin seosta. Kun liuoksia sekoitetaan, kaliumjodidista vapautuu alkuainejodia, mutta nopeampi reaktio jodin ja natriumtiosulfaatin välillä muuttaa sen takaisin värittömiksi jodidi -ioneiksi. Kun kaikki tiosulfaatti on käytetty, jodi pystyy reagoimaan tärkkelyksen kanssa muodostaen tummansinisen yhdisteen.
Sykliset tai värähtelevät kemialliset kelloreaktiot ovat erityisen kiehtovia. Normaalisti kemiallinen reaktio etenee yhteen suuntaan, kunnes tasapaino saavutetaan. Tämän jälkeen muita muutoksia ei tapahdu ilman jonkin muun tekijän, kuten lämpötilan muutoksen, väliintuloa. Värähtelevät reaktiot olivat aluksi hämmentäviä, koska ne näyttivät uhkaavan tätä sääntöä siirtymällä spontaanisti pois tasapainosta ja palaamalla sinne toistuvasti. Todellisuudessa kokonaisreaktio etenee kohti tasapainoa ja pysyy siellä, mutta prosessissa yhden tai useamman reagenssin tai välituotteen pitoisuus vaihtelee syklisesti.
Idealisoidussa värähtelevässä kemiallisessa kellossa on reaktio, joka luo tuotteen ja toinen reaktio, joka käyttää tätä tuotetta, ja tuotteen pitoisuus määrittää, mikä reaktio tapahtuu. Kun pitoisuus on alhainen, ensimmäinen reaktio tapahtuu, jolloin tuotetta saadaan enemmän. Tuotteen pitoisuuden nousu laukaisee kuitenkin toisen reaktion, mikä vähentää pitoisuutta ja saa aikaan ensimmäisen reaktion. Tästä seuraa sykli, jossa kaksi kilpailevaa reaktiota määrittävät tuotteen pitoisuuden, mikä puolestaan määrittää, mikä reaktio tapahtuu. Useiden syklien jälkeen seos saavuttaa tasapainon ja reaktiot pysähtyvät.
William C. Bray havaitsi yhden ensimmäisistä syklisistä kemiallisista kelloista vuonna 1921. Se sisälsi vetyperoksidin ja jodaattisuolan reaktion. Brayn ja hänen oppilaansa Hermann Liebhafskyn tekemä tutkimus osoitti, että jodaatin pelkistyminen jodiksi, happea tuotettaessa, ja jodin hapetus takaisin jodaatiksi tapahtui määräajoin, jolloin happituotanto ja jodipitoisuus olivat syklisiä. Tämä tuli tunnetuksi Bray-Liebhafskyn reaktiona.
1950- ja 1960 -luvuilla biofyysikot Boris P.Belousov ja myöhemmin Anatol M.Zhabotinsky tutkivat toista syklistä reaktiota, johon sisältyi cerium -suolan jaksollinen hapetus ja pelkistys, mikä johti värähteleviin värimuutoksiin. Jos Belousov-Zhabotinsky tai BZ-reaktio suoritetaan käyttämällä ohut kerros kemiallista seosta, havaitaan huomattava vaikutus, jossa pienet paikalliset vaihtelut reagoivien aineiden pitoisuuksissa johtavat monimutkaisten spiraalikuvioiden ja samankeskisten ympyröiden muodostumiseen. Käynnissä olevat kemialliset prosessit ovat hyvin monimutkaisia ja sisältävät jopa 18 erilaista reaktiota.
Tiedeopettajat Thomas S. Briggs ja Warren C. Rauscsher loivat yllä olevien reaktioiden pohjalta mielenkiintoisen kolmivärisen värähtelevän kemiallisen kellon vuonna 1972. Briggs-Rauscherin reaktiossa on ratkaisu, joka muuttuu ajoittain värittömästä vaaleanruskeaan tummansininen. Jos se asetetaan huolellisesti, saattaa kestää 10–15 sykliä, ennen kuin se asettuu tasapainoon tummansinisellä värillä.
Epätavallinen kemiallinen kello, johon liittyy muodon muutoksia värin sijaan, on elohopeaa lyövä sydämen reaktio. Pisara elohopeaa lisätään kaliumdikromaatin liuokseen rikkihapossa ja rautakynsi asetetaan sitten elohopean lähelle. Pisaraan muodostuu elohopea I -sulfaattikalvo, joka vähentää pintajännitystä ja saa sen leviämään ja koskettamaan rautakynsiä. Kun näin tapahtuu, kynnen elektronit vähentävät elohopea I -sulfaattia takaisin elohopeaksi, palauttaen pintajännityksen ja aiheuttaen mölyn supistumisen uudelleen menettäen kosketuksen kynsiin. Prosessi toistuu monta kertaa, mikä johtaa muodon sykliseen muutokseen.
Kemialliset kelloreaktiot ovat jatkuvan tutkimuksen ala. Erityisesti sykliset tai värähtelevät reaktiot ovat erittäin kiinnostavia kemiallisen kinetiikan ja itseorganisoituvien järjestelmien tutkimuksessa. On arveltu, että tämäntyyppiset reaktiot ovat saattaneet liittyä elämän alkuperään.