Liesegang prstenovi? fascinantne kreacije prirode
"Krug đavola"
Pogledajte nekoliko fotografija koje prikazuju žive organizme i uzorke nežive prirode: kolonija bakterija na agar podlozi, plijesan koja raste na voću, gljive na gradskom travnjaku i minerali - ahat, malahit, pješčenjak. Što je zajedničko svim predmetima? Ovo je njihova struktura, koja se sastoji od (više ili manje dobro definiranih) koncentričnih krugova. Kemičari ih nazivaju Liesegang prstenovi.
Naziv ovih struktura dolazi od imena pronalazača? Raphael Edouard Liesegang, iako ih on nije prvi opisao. To je 1855. učinio Friedlieb Ferdinand Runge, koji je, između ostalog, sudjelovao u izvođenju kemijskih reakcija na filter papiru. Stvorio njemački kemičar? Samonikle slike? () se sa sigurnošću mogu smatrati prvim dobivenim Liesegangovim prstenovima, a metoda njihove priprave je papirna kromatografija. Međutim, otkriće nije zapaženo u svijetu znanosti? Runge je to učinio pola stoljeća prije roka (ruski botaničar Mihail Semjonovič Cvet, koji je početkom XNUMX. stoljeća djelovao u Varšavi, poznati je izumitelj kromatografije). Pa nije ovo prvi takav slučaj u povijesti znanosti; jer čak i otkrića moraju "doći na vrijeme".
Raphael Eduard Liesegang (1869-1947)? Njemački kemičar i poduzetnik u fotografskoj industriji. Kao znanstvenik proučavao je kemiju koloida i fotografskih materijala. Bio je poznat po otkrivanju struktura poznatih kao Liesegang prstenovi.
Slavu pronalazača stekao je R. E. Liesegang, kojemu je pomogao splet okolnosti (također ne prvi put u povijesti znanosti?). Godine 1896. ispustio je kristal srebrnog nitrata AgNO.3 na staklenoj ploči premazanoj otopinom kalij-dikromata (VI) K2Cr2O7 u želatini (Liesegang se zanimao za fotografiju, a dikromati se i danas koriste u tzv. plemenitim tehnikama klasične fotografije, npr. u tehnici gume i broma). Oko kristala lapis lazulija formirani su koncentrični krugovi smeđeg taloga srebro(VI)Ag kromata.2CrO4 zanimalo njemačkog kemičara. Znanstvenik je započeo sustavno proučavanje opaženog fenomena i stoga su prstenovi na kraju dobili ime po njemu.
Reakcija koju je primijetio Liesegang odgovara jednadžbi (napisanoj u skraćenom ionskom obliku):
U otopini dikromata (ili kromata) uspostavlja se ravnoteža između aniona
, ovisno o reakciji okoline. Budući da je srebro(VI) kromat manje topiv od srebrovog(VI) dikromata, on se taloži.
Učinio je prvi pokušaj da objasni uočeni fenomen. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), dobitnik Nobelove nagrade za kemiju 1909. Njemački fizikalni kemičar izjavio je da precipitacija zahtijeva prezasićenje otopine kako bi se stvorile jezgre kristalizacije. S druge strane, stvaranje prstenova povezano je s fenomenom difuzije iona u mediju koji sprječava njihovo kretanje (želatina). Kemijski spoj iz vodenog sloja prodire duboko u sloj želatine. Ioni "zarobljenog" reagensa koriste se za stvaranje precipitata. u želatini, što dovodi do iscrpljivanja područja neposredno uz sediment (ioni difundiraju u smjeru smanjenja koncentracije).
Liesegang prstenovi in vitro
Zbog nemogućnosti brzog izjednačavanja koncentracija konvekcijom (miješanjem otopina), sudara li se reagens iz vodenog sloja s drugom regijom s dovoljno visokom koncentracijom iona sadržanih u želatini, samo na određenoj udaljenosti od već formiranog sloja? fenomen se periodično ponavlja. Stoga Liesegangovi prstenovi nastaju kao rezultat reakcije taloženja koja se provodi u uvjetima teškog miješanja reagensa. Možete li na sličan način objasniti slojevitu strukturu nekih minerala? Difuzija iona događa se u gustom mediju rastaljene magme.
Prstenasti živi svijet također je rezultat ograničenih resursa. Vražji krug? sastavljena od gljiva (od pamtivijeka se smatrala tragom djelovanja "zlih duhova"), nastaje na jednostavan način. Micelij raste na sve strane (ispod zemlje, na površini su vidljiva samo plodišta). Nakon nekog vremena, tlo postaje sterilizirano u središtu? micelij odumire, ostaje samo na periferiji, tvoreći prstenastu strukturu. Korištenje prehrambenih resursa u određenim područjima okoliša također može objasniti prstenastu strukturu kolonija bakterija i plijesni.
Eksperimenti sa Liesegang prstenovi mogu se izvesti kod kuće (primjer eksperimenta je opisan u članku; osim toga, u broju Młodego Technika od 8/2006, Stefan Sienkowski je predstavio originalni Liesegangov eksperiment). Međutim, vrijedno je obratiti pozornost eksperimentatora na nekoliko točaka. Teoretski, Liesegangovi prstenovi mogu nastati u bilo kojoj reakciji taloženja (većina ih nije opisana u literaturi pa možemo postati pioniri!), ali ne dovode svi do željenog učinka i gotovo sve moguće kombinacije reagensa u želatini i vodena otopina (predlaže autor, iskustvo će biti dobro).
plijesan na voću
Zapamtite da je želatina protein i da se razgrađuje nekim reagensima (tada se ne stvara sloj gela). Izrazitije prstenove treba dobiti pomoću što manjih epruveta (mogu se koristiti i zatvorene staklene epruvete). Strpljenje je, međutim, ključno, jer neki eksperimenti oduzimaju mnogo vremena (ali isplati se čekati; dobro oblikovani prstenovi su laki? Lijepi!).
Iako je fenomen kreativnosti Liesegang prstenovi može nam se činiti samo kemijskim kuriozitetom (u školama to ne spominju), u prirodi je vrlo raširena. Je li fenomen spomenut u članku primjer mnogo šireg fenomena? kemijske oscilatorne reakcije tijekom kojih dolazi do periodičnih promjena koncentracije supstrata. Liesegang prstenovi rezultat su tih fluktuacija u prostoru. Zanimljive su i reakcije koje pokazuju fluktuacije koncentracija tijekom procesa, na primjer, povremene promjene u koncentracijama reagensa za glikolizu, najvjerojatnije, leže u osnovi biološkog sata živih organizama.
Pogledajte iskustvo:
Kemija na webu
?Bezdan? Internet sadrži mnoge stranice koje bi mogle biti zanimljive kemičaru. No, sve veći problem predstavlja preobilje objavljenih podataka, ponekad i sumnjive kvalitete. Ne? će ovdje citirati briljantna predviđanja Stanislava Lema, koji je prije više od 40 godina u svojoj knjizi ?? proglasio da širenje informacijskih resursa istodobno ograničava njihovu dostupnost.
Stoga se u kutku kemije nalazi rubrika u kojoj će biti objavljene adrese i opisi najzanimljivijih "kemijskih" mjesta. Vezano za današnji članak? adrese koje vode do stranica koje opisuju Liesegangove prstenove.
Originalno djelo F. F. Rungea u digitalnom obliku (sama PDF datoteka dostupna je za preuzimanje na skraćenoj adresi: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
Web stranica s adresom http://www.insilico.hu/liesegang/index.html je pravi kompendij znanja o Liesegang prstenovima? povijest otkrića, teorije obrazovanja i mnoge fotografije.
I za kraj, nešto posebno? film koji prikazuje stvaranje prstena precipitacije Ag2CrO4, rad poljskog studenta, vršnjaka čitatelja MT-a. Naravno, objavljeno na YouTubeu:
Također je vrijedno koristiti tražilicu (osobito grafičku) tako što ćete u nju unijeti odgovarajuće ključne riječi: “Liesegang prstenovi”, “Liesegang bendovi” ili jednostavno “Liesegang prstenovi”.
U otopini dikromata (ili kromata) uspostavlja se ravnoteža između aniona
a ovisno o reakciji okoline. Budući da je srebro(VI) kromat manje topiv od srebrovog(VI) dikromata, on se taloži.
Prvi pokušaj da objasni uočeni fenomen učinio je Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), dobitnik Nobelove nagrade za kemiju 1909. godine. Njemački fizikalni kemičar izjavio je da precipitacija zahtijeva prezasićenje otopine kako bi se stvorile jezgre kristalizacije. S druge strane, stvaranje prstenova povezano je s fenomenom difuzije iona u mediju koji sprječava njihovo kretanje (želatina). Kemijski spoj iz sloja vode prodire duboko u sloj želatine. Ioni "zarobljenog" reagensa koriste se za stvaranje precipitata. u želatini, što dovodi do iscrpljivanja područja neposredno uz sediment (ioni difundiraju u smjeru smanjenja koncentracije). Zbog nemogućnosti brzog izjednačavanja koncentracija konvekcijom (miješanjem otopina), reagens iz vodenog sloja sudara se s drugom regijom s dovoljno visokom koncentracijom iona sadržanih u želatini, samo na udaljenosti od već formiranog sloja? fenomen se periodično ponavlja. Dakle, Liesegangovi prstenovi nastaju kao rezultat reakcije taloženja koja se provodi u uvjetima teškog miješanja reagensa. Možete li na sličan način objasniti nastanak slojevite strukture nekih minerala? Difuzija iona događa se u gustom mediju rastaljene magme.
Prstenasti živi svijet također je rezultat ograničenih resursa. Vražji krug? sastavljena od gljiva (od pamtivijeka se smatrala tragom djelovanja "zlih duhova"), nastaje na jednostavan način. Micelij raste na sve strane (ispod zemlje, na površini su vidljiva samo plodišta). Nakon nekog vremena, tlo postaje sterilizirano u središtu? micelij odumire, ostaje samo na periferiji, tvoreći prstenastu strukturu. Korištenje prehrambenih resursa u određenim područjima okoliša također može objasniti prstenastu strukturu kolonija bakterija i plijesni.
Eksperimenti s Liesegang prstenovima mogu se provoditi kod kuće (primjer eksperimenta je opisan u članku; osim toga, u broju Młodego Technika od 8/2006, Stefan Sienkowski je predstavio originalni Liesegang eksperiment). Međutim, vrijedno je obratiti pozornost eksperimentatora na nekoliko točaka. Teoretski, Liesegangovi prstenovi mogu nastati u bilo kojoj reakciji taloženja (većina ih nije opisana u literaturi pa možemo postati pioniri!), ali ne dovode svi do željenog učinka i gotovo sve moguće kombinacije reagensa u želatini i vodena otopina (predlaže autor, iskustvo će biti dobro). Zapamtite da je želatina protein i da se razgrađuje nekim reagensima (tada se ne stvara sloj gela). Izrazitije prstenove treba dobiti pomoću što manjih epruveta (mogu se koristiti i zatvorene staklene epruvete). Strpljenje je, međutim, ključno, jer neki eksperimenti oduzimaju mnogo vremena (ali isplati se čekati; dobro oblikovani prstenovi su laki? Lijepi!).
Iako se formiranje Liesegangovog prstena može činiti kao kemijska zanimljivost (ne spominje se u školama), u prirodi je vrlo rašireno. Je li fenomen spomenut u članku primjer mnogo šireg fenomena? kemijske oscilatorne reakcije tijekom kojih dolazi do periodičnih promjena koncentracije supstrata. Liesegang prstenovi su rezultat tih fluktuacija u prostoru. Zanimljive su i reakcije koje pokazuju fluktuacije koncentracija tijekom procesa, na primjer, povremene promjene u koncentracijama reagensa za glikolizu, najvjerojatnije, leže u osnovi biološkog sata živih organizama.
zp8497586rq
