Liesegang gredzeni? aizraujoši dabas darbi
"Velna aplis"
Lūdzu, apskatiet dažas fotogrāfijas, kurās redzami dzīvi organismi un nedzīvās dabas paraugi: baktēriju kolonija uz agara barotnes, pelējums, kas aug uz augļiem, sēnes pilsētas zālienā un minerāli - ahāts, malahīts, smilšakmens. Kas kopīgs visiem priekšmetiem? Tāda ir to struktūra, kas sastāv no (vairāk vai mazāk precīzi definētiem) koncentriskiem apļiem. Ķīmiķi viņus sauc Liesegang gredzeni.
Šo struktūru nosaukums cēlies no atklājēja vārda? Rafaels Edouards Liesegangs, lai gan viņš nebija pirmais, kurš tos aprakstīja. To 1855. gadā veica Frīdlībs Ferdinands Runge, kurš cita starpā bija iesaistīts ķīmisko reakciju veikšanā uz filtrpapīra. Radījis vācu ķīmiķis? Pašu audzēti attēli? () noteikti var uzskatīt par pirmajiem iegūtajiem Liesegang gredzeniem, un to sagatavošanas metode ir papīra hromatogrāfija. Tomēr atklājums netika pamanīts zinātnes pasaulē? Runge to izdarīja pusgadsimtu pirms termiņa (krievu botāniķis Mihails Semjonovičs Cvets, kurš XNUMX. gs. sākumā strādāja Varšavā, ir pazīstams hromatogrāfijas izgudrotājs). Nu, šis nav pirmais šāds gadījums zinātnes vēsturē; jo pat atklājumiem ir "jānāk laikā".
Rafaels Eduards Liesegangs (1869-1947)? Vācu ķīmiķis un uzņēmējs fotogrāfijas nozarē. Būdams zinātnieks, viņš pētīja koloīdu un fotomateriālu ķīmiju. Viņš bija slavens ar to, ka atklāja struktūras, kas pazīstamas kā Liesegang gredzeni.
Atklājēja slavu izpelnījās R. E. Liesegangs, kuram palīdzēja apstākļu kombinācija (arī ne pirmo reizi zinātnes vēsturē?). 1896. gadā viņš nometa sudraba nitrāta AgNO kristālu.3 uz stikla plāksnes, kas pārklāta ar kālija dihromāta (VI) K šķīdumu2Cr2O7 želatīnā (Liesegangs interesējās par fotogrāfiju, un dihromātus joprojām izmanto tā sauktajās klasiskās fotogrāfijas cēlās tehnikās, piemēram, gumijas un broma tehnikā). Koncentriski apļi ar brūnām sudraba(VI)Ag hromāta nogulsnēm, kas veidojas ap lapis lazuli kristālu.2CrO4 ieinteresēja vācu ķīmiķis. Zinātnieks sāka sistemātisku novērotās parādības izpēti, un tāpēc gredzeni galu galā tika nosaukti viņa vārdā.
Liesegang novērotā reakcija atbilda vienādojumam (rakstīts saīsinātā jonu formā):
Dihromāta (vai hromāta) šķīdumā starp anjoniem tiek izveidots līdzsvars
, atkarībā no apkārtējās vides reakcijas. Tā kā sudraba (VI) hromāts ir mazāk šķīstošs nekā sudraba (VI) dihromāts, tas izgulsnējas.
Viņš veica pirmo mēģinājumu izskaidrot novēroto parādību. Vilhelms Frīdrihs Ostvalds (1853-1932), 1909. gada Nobela prēmijas ķīmijā ieguvējs. Vācu fizikālis ķīmiķis norādīja, ka nokrišņiem nepieciešams šķīduma pārsātinājums, lai veidotos kristalizācijas kodoli. No otras puses, gredzenu veidošanās ir saistīta ar jonu difūzijas fenomenu vidē, kas novērš to kustību (želatīns). Ķīmiskais savienojums no ūdens slāņa dziļi iesūcas želatīna slānī. "Ieslodzītā" reaģenta joni tiek izmantoti, lai veidotu nogulsnes. želatīnā, kas noved pie nogulsnēm tieši blakus esošo apgabalu noplicināšanas (joni izkliedējas koncentrācijas samazināšanās virzienā).
Liesegang gredzeni in vitro
Sakarā ar to, ka nav iespējams ātri izlīdzināt koncentrāciju ar konvekciju (šķīdumu sajaukšanu), vai reaģents no ūdens slāņa saduras ar citu reģionu ar pietiekami augstu jonu koncentrāciju, ko satur želatīns, tikai noteiktā attālumā no jau izveidotā slāņa? parādība periodiski atkārtojas. Tāpēc Liesegang gredzeni veidojas nokrišņu reakcijas rezultātā, kas tiek veikta reaģentu sarežģītas sajaukšanas apstākļos. Vai varat līdzīgā veidā izskaidrot dažu minerālu slāņaino struktūru? Jonu difūzija notiek blīvā kausētas magmas vidē.
Arī gredzenotā dzīvā pasaule ir ierobežotu resursu rezultāts. Velna aplis? sastāv no sēnēm (no neatminamiem laikiem to uzskatīja par "ļauno garu" darbības pēdām), tas rodas vienkāršā veidā. Micēlijs aug visos virzienos (zem zemes, virspusē redzami tikai augļķermeņi). Pēc kāda laika augsne centrā kļūst sterilizēta? micēlijs atmirst, paliekot tikai perifērijā, veidojot gredzenveida struktūru. Pārtikas resursu izmantošana noteiktos vides apgabalos var izskaidrot arī baktēriju un pelējuma koloniju gredzenveida struktūru.
Eksperimenti ar Liesegang gredzeni tos var veikt mājās (rakstā ir aprakstīts eksperimenta piemērs; turklāt Młodego Technika 8. gada 2006. izdevumā Stefans Sienkovskis iepazīstināja ar Liesegang oriģinālo eksperimentu). Tomēr ir vērts pievērst eksperimentētāju uzmanību vairākiem punktiem. Teorētiski Liesegang gredzeni var veidoties jebkurā nokrišņu reakcijā (lielākā daļa no tiem nav aprakstīti literatūrā, tāpēc varam kļūt par pionieriem!), taču ne visi no tiem rada vēlamo efektu un gandrīz visas iespējamās reaģentu kombinācijas želatīnā un ūdens šķīdums (ieteicis autors, pieredze būs laba).
pelējums uz augļiem
Atcerieties, ka želatīns ir proteīns un to sadala daži reaģenti (tad neveidojas gēla slānis). Izteiktākus gredzenus vajadzētu iegūt, izmantojot pēc iespējas mazākas mēģenes (var izmantot arī aizzīmogotas stikla mēģenes). Tomēr galvenais ir pacietība, jo daži eksperimenti ir ļoti laikietilpīgi (bet ir vērts gaidīt; labi izveidoti gredzeni ir viegli? Skaisti!).
Kaut vai radošuma fenomens Liesegang gredzeni mums var šķist tikai ķīmisks kuriozs (skolās to nepiemin), dabā tas ir ļoti izplatīts. Vai rakstā minētā parādība ir daudz plašākas parādības piemērs? ķīmiskās svārstību reakcijas, kuru laikā notiek periodiskas substrāta koncentrācijas izmaiņas. Liesegang gredzeni tie ir šo kosmosa svārstību rezultāts. Interesantas ir arī reakcijas, kas parāda koncentrāciju svārstības procesa laikā, piemēram, periodiskas glikolīzes reaģentu koncentrācijas izmaiņas, visticamāk, ir dzīvo organismu bioloģiskā pulksteņa pamatā.
Skatīt pieredzi:
Ķīmija tīmeklī
?Abys? Internetā ir daudz vietņu, kas var interesēt ķīmiķi. Tomēr pieaugoša problēma ir publicēto datu pārbagātība, dažkārt arī apšaubāmas kvalitātes. Vai ne? citēšu šeit spožās Staņislava Lema prognozes, kurš pirms vairāk nekā 40 gadiem savā grāmatā ?? pasludināja, ka informācijas resursu paplašināšana vienlaikus ierobežo to pieejamību.
Tāpēc ķīmijas stūrītī ir sadaļa, kurā tiks publicētas interesantāko "ķīmisko" vietņu adreses un apraksti. Saistīts ar šodienas rakstu? adreses, kas ved uz vietnēm, kurās aprakstīti Liesegang gredzeni.
F. F. Runges oriģināldarbs digitālā formā (pats PDF fails ir pieejams lejupielādei saīsinātajā adresē: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
Vietne ar adresi http://www.insilico.hu/liesegang/index.html ir īsts zināšanu apkopojums par Liesegang gredzeniem? atklājumu vēsture, izglītības teorijas un daudzas fotogrāfijas.
Un visbeidzot, kaut kas īpašs? filma, kas parāda Ag nokrišņu gredzena veidošanos2CrO4, poļu studentes, MT lasītāju līdzinieka darbs. Protams, ievietots vietnē YouTube:
Ir vērts izmantot arī meklētājprogrammu (īpaši grafisko), ievadot tajā atbilstošos atslēgvārdus: “Liesegang rings”, “Liesegang bands” vai vienkārši “Liesegang rings”.
Dihromāta (vai hromāta) šķīdumā starp anjoniem tiek izveidots līdzsvars
un atkarībā no apkārtējās vides reakcijas. Tā kā sudraba (VI) hromāts ir mazāk šķīstošs nekā sudraba (VI) dihromāts, tas izgulsnējas.
Pirmo mēģinājumu izskaidrot novēroto fenomenu veica Vilhelms Frīdrihs Ostvalds (1853-1932), Nobela prēmijas ķīmijā laureāts 1909. gadā. Vācu fizikālis ķīmiķis norādīja, ka nokrišņiem nepieciešams šķīduma pārsātinājums, lai veidotos kristalizācijas kodoli. No otras puses, gredzenu veidošanās ir saistīta ar jonu difūzijas fenomenu vidē, kas novērš to kustību (želatīns). Ķīmiskais savienojums no ūdens slāņa dziļi iesūcas želatīna slānī. "Ieslodzītā" reaģenta joni tiek izmantoti, lai veidotu nogulsnes. želatīnā, kas noved pie nogulsnēm tieši blakus esošo apgabalu noplicināšanas (joni izkliedējas koncentrācijas samazināšanās virzienā). Sakarā ar to, ka nav iespējams ātri izlīdzināt koncentrāciju ar konvekciju (šķīdumu sajaukšanu), reaģents no ūdens slāņa saduras ar citu reģionu ar pietiekami augstu jonu koncentrāciju, ko satur želatīns, tikai attālumā no jau izveidotā slāņa? parādība periodiski atkārtojas. Tādējādi Liesegang gredzeni veidojas nokrišņu reakcijas rezultātā, kas veikta reaģentu sarežģītas sajaukšanas apstākļos. Vai varat līdzīgi izskaidrot dažu minerālu slāņveida struktūras veidošanos? Jonu difūzija notiek blīvā kausētas magmas vidē.
Arī gredzenotā dzīvā pasaule ir ierobežotu resursu rezultāts. Velna aplis? sastāv no sēnēm (no neatminamiem laikiem to uzskatīja par "ļauno garu" darbības pēdām), tas rodas vienkāršā veidā. Micēlijs aug visos virzienos (zem zemes, virspusē redzami tikai augļķermeņi). Pēc kāda laika augsne centrā kļūst sterilizēta? micēlijs atmirst, paliekot tikai perifērijā, veidojot gredzenveida struktūru. Pārtikas resursu izmantošana noteiktos vides apgabalos var izskaidrot arī baktēriju un pelējuma koloniju gredzenveida struktūru.
Eksperimentus ar Liesegang gredzeniem var veikt mājās (rakstā ir aprakstīts eksperimenta piemērs; turklāt Młodego Technika 8. gada 2006. gada numurā Stefans Sienkovskis iepazīstināja ar oriģinālo Liesegang eksperimentu). Tomēr ir vērts pievērst eksperimentētāju uzmanību vairākiem punktiem. Teorētiski Liesegang gredzeni var veidoties jebkurā nokrišņu reakcijā (lielākā daļa no tiem nav aprakstīti literatūrā, tāpēc varam kļūt par pionieriem!), taču ne visi no tiem rada vēlamo efektu un gandrīz visas iespējamās reaģentu kombinācijas želatīnā un ūdens šķīdums (ieteicis autors, pieredze būs laba). Atcerieties, ka želatīns ir proteīns un to sadala daži reaģenti (tad neveidojas gēla slānis). Izteiktākus gredzenus vajadzētu iegūt, izmantojot pēc iespējas mazākas mēģenes (var izmantot arī aizzīmogotas stikla mēģenes). Tomēr galvenais ir pacietība, jo daži eksperimenti ir ļoti laikietilpīgi (bet ir vērts gaidīt; labi izveidoti gredzeni ir viegli? Skaisti!).
Lai arī Līzeganas gredzena veidošanās var šķist ķīmisks kuriozs (skolās tas netiek minēts), dabā tas ir ļoti izplatīts. Vai rakstā minētā parādība ir daudz plašākas parādības piemērs? ķīmiskās svārstību reakcijas, kuru laikā notiek periodiskas substrāta koncentrācijas izmaiņas. Liesegang gredzeni ir šo kosmosa svārstību rezultāts. Interesantas ir arī reakcijas, kas parāda koncentrāciju svārstības procesa laikā, piemēram, periodiskas glikolīzes reaģentu koncentrācijas izmaiņas, visticamāk, ir dzīvo organismu bioloģiskā pulksteņa pamatā.
zp8497586rq
