Liesegang ring? kaakit-akit na mga likha ng kalikasan

"Bilog ng Diyablo"

Mangyaring tingnan ang ilang mga larawan na nagpapakita ng mga buhay na organismo at mga sample ng walang buhay na kalikasan: isang kolonya ng bakterya sa isang agar medium, isang amag na tumutubo sa mga prutas, fungi sa isang damuhan ng lungsod at mga mineral - agata, malachite, sandstone. Ano ang pagkakatulad ng lahat ng mga item? Ito ang kanilang istraktura, na binubuo ng (higit pa o hindi gaanong mahusay na tinukoy) na mga concentric na bilog. Tinatawag sila ng mga chemist Liesegang ring.

Ang pangalan ng mga istrukturang ito ay nagmula sa pangalan ng nakatuklas? Raphael Edouard Liesegang, bagama't hindi siya ang unang naglarawan sa kanila. Ginawa ito noong 1855 ni Friedlieb Ferdinand Runge, na kasangkot, bukod sa iba pang mga bagay, sa pagsasagawa ng mga reaksiyong kemikal sa filter na papel. Ginawa ng isang German chemist? Self-grown images? () ay tiyak na maituturing na unang Liesegang rings na nakuha, at ang paraan ng kanilang paghahanda ay paper chromatography. Gayunpaman, ang pagtuklas ay hindi napansin sa mundo ng agham? Ginawa ito ni Runge nang kalahating siglo nang mas maaga sa iskedyul (ang Russian botanist na si Mikhail Semyonovich Tsvet, na nagtrabaho sa Warsaw sa simula ng ika-XNUMX siglo, ay isang kilalang imbentor ng chromatography). Buweno, hindi ito ang unang kaso sa kasaysayan ng agham; para kahit na ang mga pagtuklas ay dapat "dumating sa oras."

Raphael Eduard Liesegang (1869-1947)? German chemist at entrepreneur sa industriya ng photography. Bilang isang scientist, pinag-aralan niya ang chemistry ng colloids at photographic materials. Siya ay sikat sa pagtuklas ng mga istrukturang kilala bilang Liesegang rings.

Ang katanyagan ng nakatuklas ay nakuha ni R. E. Liesegang, na tinulungan ng kumbinasyon ng mga pangyayari (hindi rin sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng agham?). Noong 1896, naghulog siya ng isang kristal ng silver nitrate AgNO.₃ sa isang glass plate na pinahiran ng solusyon ng potassium dichromate (VI) K₂Cr₂O₇ sa gulaman (Si Liesegang ay interesado sa litrato, at ang mga dichromate ay ginagamit pa rin sa tinatawag na marangal na mga pamamaraan ng klasikal na litrato, halimbawa, sa pamamaraan ng goma at bromine). Konsentrikong bilog ng kayumanggi namuo ng pilak(VI)Ag chromate na nabuo sa paligid ng lapis lazuli na kristal.₂CrO₄ interesado ang German chemist. Sinimulan ng siyentipiko ang isang sistematikong pag-aaral ng naobserbahang kababalaghan at samakatuwid ang mga singsing ay kalaunan ay pinangalanan sa kanya.

Ang reaksyon na naobserbahan ni Liesegang ay tumutugma sa equation (nakasulat sa pinaikling ionic form):

Sa isang dichromate (o chromate) na solusyon, ang isang equilibrium ay itinatag sa pagitan ng mga anion

, depende sa reaksyon ng kapaligiran. Dahil ang silver(VI) chromate ay hindi gaanong natutunaw kaysa sa silver(VI) dichromate, ito ay namuo.

Ginawa niya ang unang pagtatangka na ipaliwanag ang naobserbahang kababalaghan. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), nagwagi ng 1909 Nobel Prize sa Chemistry. Ang German physical chemist ay nagsabi na ang precipitation ay nangangailangan ng supersaturation ng solusyon upang makabuo ng crystallization nuclei. Sa kabilang banda, ang pagbuo ng mga singsing ay nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay ng pagsasabog ng mga ions sa isang daluyan na pumipigil sa kanilang paggalaw (gelatin). Ang chemical compound mula sa layer ng tubig ay tumagos nang malalim sa gelatin layer. Ang mga ion ng "nakulong" na reagent ay ginagamit upang bumuo ng isang namuo. sa gelatin, na humahantong sa pag-ubos ng mga lugar na kaagad na katabi ng sediment (nagkakalat ang mga ion sa direksyon ng pagbaba ng konsentrasyon).

Liesegang rings in vitro

Dahil sa imposibilidad ng mabilis na pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon sa pamamagitan ng kombeksyon (paghahalo ng mga solusyon), ang reagent mula sa may tubig na layer ay bumangga sa isa pang rehiyon na may sapat na mataas na konsentrasyon ng mga ions na nakapaloob sa gelatin, sa isang tiyak na distansya lamang mula sa nabuo na layer? ang kababalaghan ay paulit-ulit na pana-panahon. Samakatuwid, ang mga singsing ng Liesegang ay nabuo bilang isang resulta ng reaksyon ng pag-ulan na isinasagawa sa ilalim ng mga kondisyon ng mahirap na paghahalo ng mga reagents. Maaari mo bang ipaliwanag ang layered structure ng ilang mineral sa katulad na paraan? Ang pagsasabog ng mga ion ay nangyayari sa isang siksik na daluyan ng tinunaw na magma.

Ang ringed living world ay bunga din ng limitadong resources. Circle ng diyablo? binubuo ng mga kabute (mula pa noong una ay itinuturing itong bakas ng pagkilos ng "mga masasamang espiritu"), ito ay lumitaw sa isang simpleng paraan. Ang mycelium ay lumalaki sa lahat ng direksyon (sa ilalim ng lupa, ang mga namumunga lamang na katawan ang nakikita sa ibabaw). Pagkaraan ng ilang sandali, ang lupa ay nagiging isterilisado sa gitna? ang mycelium ay namatay, na natitira lamang sa paligid, na bumubuo ng isang hugis-singsing na istraktura. Ang paggamit ng mga mapagkukunan ng pagkain sa ilang mga lugar ng kapaligiran ay maaari ding ipaliwanag ang istruktura ng singsing ng mga kolonya ng bakterya at amag.

Mga eksperimento sa Liesegang ring maaari silang isagawa sa bahay (isang halimbawa ng isang eksperimento ay inilarawan sa artikulo; bilang karagdagan, sa 8/2006 na isyu ng Młodego Technika, ipinakita ni Stefan Sienkowski ang orihinal na eksperimento ni Liesegang). Gayunpaman, ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin ng mga eksperimento sa ilang mga punto. Sa teoryang, ang mga singsing ng Liesegang ay maaaring mabuo sa anumang reaksyon ng pag-ulan (karamihan sa kanila ay hindi inilarawan sa panitikan, kaya maaari tayong maging mga pioneer!), Ngunit hindi lahat ng mga ito ay humantong sa nais na epekto at halos lahat ng posibleng mga kumbinasyon ng mga reagents sa gelatin at may tubig na solusyon (iminumungkahi ng may-akda, magiging mabuti ang karanasan).

magkaroon ng amag sa mga prutas

Tandaan na ang gelatin ay isang protina at pinaghiwa-hiwalay ng ilang mga reagents (pagkatapos ay hindi nabuo ang isang layer ng gel). Ang mas malinaw na mga singsing ay dapat makuha gamit ang mga test tube na pinakamaliit hangga't maaari (maaari ding gamitin ang mga selyadong glass tube). Ang pasensya ay susi, gayunpaman, dahil ang ilang mga eksperimento ay napakatagal (ngunit sulit ang paghihintay; ang mga mahusay na nabuong mga singsing ay madali? Maganda!).

Bagaman ang kababalaghan ng pagkamalikhain Liesegang ring maaaring tila sa amin lamang ng isang kemikal na pag-usisa (hindi nila ito binanggit sa mga paaralan), ito ay laganap sa kalikasan. Ang kababalaghang nabanggit sa artikulo ay isang halimbawa ng isang mas malawak na kababalaghan? mga reaksiyong kemikal na oscillatory kung saan nangyayari ang mga panaka-nakang pagbabago sa konsentrasyon ng substrate. Liesegang ring ang mga ito ay resulta ng mga pagbabagong ito sa kalawakan. Ang interes ay ang mga reaksyon din na nagpapakita ng mga pagbabago sa mga konsentrasyon sa panahon ng proseso, halimbawa, ang mga pana-panahong pagbabago sa mga konsentrasyon ng mga glycolysis reagents, malamang, ay sumasailalim sa biological na orasan ng mga buhay na organismo.

Tingnan ang karanasan:

Chemistry sa web

?Kalaliman? Ang Internet ay naglalaman ng maraming mga site na maaaring maging interesado sa isang chemist. Gayunpaman, ang lumalaking problema ay ang sobrang dami ng nai-publish na data, kung minsan ay may kahina-hinalang kalidad. Hindi? sisipiin dito ang makikinang na mga hula ni Stanislav Lem, na mahigit 40 taon na ang nakalilipas sa kanyang aklat ?? ipinahayag na ang pagpapalawak ng mga mapagkukunan ng impormasyon ay sabay na nililimitahan ang kanilang kakayahang magamit.

Samakatuwid, sa sulok ng kimika mayroong isang seksyon kung saan ang mga address at paglalarawan ng mga pinaka-kagiliw-giliw na "kemikal" na mga site ay mai-publish. May kaugnayan sa artikulo ngayon? mga address na humahantong sa mga site na naglalarawan ng mga Liesegang ring.

Ang orihinal na gawa ng F. F. Runge sa digital na anyo (ang PDF file mismo ay magagamit para sa pag-download sa pinaikling address: http://tinyurl.com/38of2mv):

http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.

Website na may address http://www.insilico.hu/liesegang/index.html ay isang tunay na compendium ng kaalaman tungkol sa Liesegang rings? ang kasaysayan ng pagtuklas, mga teorya ng edukasyon at maraming mga larawan.

At sa wakas, isang bagay na espesyal? pelikulang nagpapakita ng Ag precipitation ring formation₂CrO₄, ang gawa ng isang Polish na estudyante, isang kapantay ng mga mambabasa ng MT. Siyempre, nai-post sa YouTube:

Sulit din ang paggamit ng search engine (lalo na ang isang graphical) sa pamamagitan ng paglalagay ng naaangkop na mga keyword dito: "Liesegang's rings", "Liesegang's stripes" o simpleng "Liesegang's rings".

Sa isang dichromate (o chromate) na solusyon, ang isang equilibrium ay itinatag sa pagitan ng mga anion

at, depende sa reaksyon ng kapaligiran. Dahil ang silver(VI) chromate ay hindi gaanong natutunaw kaysa sa silver(VI) dichromate, ito ay namuo.

Ang unang pagtatangka na ipaliwanag ang naobserbahang kababalaghan ay ginawa ni Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), nagwagi ng Nobel Prize sa Chemistry noong 1909. Ang German physical chemist ay nagsabi na ang precipitation ay nangangailangan ng supersaturation ng solusyon upang makabuo ng crystallization nuclei. Sa kabilang banda, ang pagbuo ng mga singsing ay nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay ng pagsasabog ng mga ions sa isang daluyan na pumipigil sa kanilang paggalaw (gelatin). Ang chemical compound mula sa layer ng tubig ay tumagos nang malalim sa gelatin layer. Ang mga ion ng "nakulong" na reagent ay ginagamit upang bumuo ng isang namuo. sa gelatin, na humahantong sa pag-ubos ng mga lugar na kaagad na katabi ng sediment (nagkakalat ang mga ion sa direksyon ng pagbaba ng konsentrasyon). Dahil sa imposibilidad ng mabilis na pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon sa pamamagitan ng kombeksyon (paghahalo ng mga solusyon), ang reagent mula sa may tubig na layer ay bumangga sa isa pang rehiyon na may sapat na mataas na konsentrasyon ng mga ions na nakapaloob sa gelatin, sa layo lamang mula sa nabuo nang layer? ang kababalaghan ay paulit-ulit na pana-panahon. Kaya, ang mga singsing ng Liesegang ay nabuo bilang isang resulta ng reaksyon ng pag-ulan na isinasagawa sa ilalim ng mga kondisyon ng mahirap na paghahalo ng mga reagents. Maaari mo bang ipaliwanag ang pagbuo ng layered structure ng ilang mineral sa katulad na paraan? Ang pagsasabog ng mga ion ay nangyayari sa isang siksik na daluyan ng tinunaw na magma.

Ang ringed living world ay bunga din ng limitadong resources. Circle ng diyablo? binubuo ng mga kabute (mula pa noong una ay itinuturing itong bakas ng pagkilos ng "mga masasamang espiritu"), ito ay lumitaw sa isang simpleng paraan. Ang mycelium ay lumalaki sa lahat ng direksyon (sa ilalim ng lupa, ang mga namumunga lamang na katawan ang nakikita sa ibabaw). Pagkaraan ng ilang sandali, ang lupa ay nagiging isterilisado sa gitna? ang mycelium ay namatay, na natitira lamang sa paligid, na bumubuo ng isang hugis-singsing na istraktura. Ang paggamit ng mga mapagkukunan ng pagkain sa ilang mga lugar ng kapaligiran ay maaari ding ipaliwanag ang istruktura ng singsing ng mga kolonya ng bakterya at amag.

Ang mga eksperimento sa mga Liesegang ring ay maaaring isagawa sa bahay (isang halimbawa ng isang eksperimento ay inilarawan sa artikulo; bilang karagdagan, sa isyu ng Młodego Technika na may petsang 8/2006, ipinakita ni Stefan Sienkowski ang orihinal na eksperimento sa Liesegang). Gayunpaman, ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin ng mga eksperimento sa ilang mga punto. Sa teoryang, ang mga singsing ng Liesegang ay maaaring mabuo sa anumang reaksyon ng pag-ulan (karamihan sa kanila ay hindi inilarawan sa panitikan, kaya maaari tayong maging mga pioneer!), Ngunit hindi lahat ng mga ito ay humantong sa nais na epekto at halos lahat ng posibleng mga kumbinasyon ng mga reagents sa gelatin at may tubig na solusyon (iminumungkahi ng may-akda, magiging mabuti ang karanasan). Tandaan na ang gelatin ay isang protina at pinaghiwa-hiwalay ng ilang mga reagents (pagkatapos ay hindi nabuo ang isang layer ng gel). Ang mas malinaw na mga singsing ay dapat makuha gamit ang mga test tube na pinakamaliit hangga't maaari (maaari ding gamitin ang mga selyadong glass tube). Ang pasensya ay susi, gayunpaman, dahil ang ilang mga eksperimento ay napakatagal (ngunit sulit ang paghihintay; ang mga mahusay na nabuong mga singsing ay madali? Maganda!).

Bagaman ang pagbuo ng Liesegang ring ay maaaring tila isang kemikal na pag-usisa (hindi ito binanggit sa mga paaralan), ito ay napakalawak sa kalikasan. Ang kababalaghang nabanggit sa artikulo ay isang halimbawa ng isang mas malawak na kababalaghan? mga reaksiyong kemikal na oscillatory kung saan nangyayari ang mga panaka-nakang pagbabago sa konsentrasyon ng substrate. Ang mga singsing ng Liesegang ay ang resulta ng mga pagbabagong ito sa kalawakan. Ang interes ay ang mga reaksyon din na nagpapakita ng mga pagbabago sa mga konsentrasyon sa panahon ng proseso, halimbawa, ang mga pana-panahong pagbabago sa mga konsentrasyon ng mga glycolysis reagents, malamang, ay sumasailalim sa biological na orasan ng mga buhay na organismo.

zp8497586rq