Кольца Лизеганга? увлекательные творения природы

“Круг дьявола”

Посмотрите, пожалуйста, несколько фотографий, на которых изображены живые организмы и образцы неживой природы: колония бактерий на агаризованной среде, плесень, растущая на фруктах, грибки на городской лужайке и минералы – агат, малахит, песчаник. Что общего у всех предметов? Это их структура, состоящая из (более или менее четко очерченных) концентрических окружностей. Химики назовут их Liesegang oruka.

Название этих сооружений происходит от имени первооткрывателя? Рафаэль Эдуард Лизеганг, хотя он и не был первым, кто их описал. Это было сделано в 1855 году Фридлибом Фердинандом Рунге, который занимался, в частности, проведение химических реакций на фильтровальной бумаге. Создан немецким химиком?Самостоятельно выращенные изображения? () безусловно можно считать первыми полученными кольцами Лизеганга, а метод их получения – бумажной хроматографией. Однако открытие не было замечено в мире науки? Рунге сделал это на полвека раньше срока (русский ботаник Михаил Семёнович Цвет, работавший в Варшаве в начале XX века, — широко известный изобретатель хроматографии). Что ж, это не первый подобный случай в истории науки; ведь даже открытия должны “приходить вовремя”.

Рафаэль Эдуард Лизеганг (1869-1947)? Немецкий химик и предприниматель в фотоиндустрии. Как ученый занимался химией коллоидов и фотоматериалов. Он был известен открытием структур, известных как кольца Лизеганга.

Славу первооткрывателя заслужил Р. Е. Лизеганг, которому помогло стечение обстоятельств (тоже не впервые в истории науки?). В 1896 году он уронил кристалл нитрата серебра AgNO.₃ на стеклянной пластинке, покрытой раствором дихромата калия (VI) K₂Cr₂O₇ в желатине (Лизеганг интересовался фотографией, а дихроматы до сих пор используются в так называемых благородных техниках классической фотографии, например, в технике каучука и брома). Концентрические круги коричневого осадка хромата серебра (VI) Ag, образованные вокруг кристалла лазурита.₂Cro₄ заинтересовал немецкого химика. Ученый начал систематическое изучение наблюдаемого явления и поэтому кольца в итоге были названы в его честь.

Наблюдаемая Лизегангом реакция соответствовала уравнению (записанному в сокращенной ионной форме):

В растворе дихромата (или хромата) устанавливается равновесие между анионами

, в зависимости от реакции окружающей среды. Поскольку хромат серебра (VI) менее растворим, чем дихромат этого металла, он выпадает в осадок.

Он предпринял первую попытку объяснить наблюдаемое явление. Вильгельм Фридрих Оствальд (1853-1932), лауреат Нобелевской премии по химии 1909 года. Немецкий физико-химик заявил, что осаждение требует перенасыщения раствора для образования зародышей кристаллизации. С другой стороны, образование колец связано с явлением диффузии ионов в среде, препятствующей их движению (желатин). Химическое соединение из водного слоя глубоко проникает в желатиновый слой. Ионы «захваченного» реагента используются для образования осадка. в желатине, что приводит к обеднению участков, непосредственно примыкающих к осадку (ионы диффундируют в сторону уменьшения концентрации).

Кольца Лизеганга в пробирке

Из-за невозможности быстрого выравнивания концентраций конвекцией (смешением растворов) реагент из водного слоя сталкивается с другой областью с достаточно высокой концентрацией ионов, содержащихся в желатине, лишь на некотором расстоянии от уже образовавшегося слоя? явление периодически повторяется. Следовательно, кольца Лизеганга образуются в результате реакции осаждения, проводимой в условиях затрудненного смешения реагентов. Можете ли вы подобным образом объяснить образование слоистой структуры некоторых минералов? Диффузия ионов происходит в плотной среде расплавленной магмы.

Кольцевой живой мир также является результатом ограниченности ресурсов. Круг дьявола? составленный из грибов (испокон веков считавшийся следом действия «нечистой силы»), он возникает простым путем. Мицелий разрастается во все стороны (под землей, на поверхности видны только плодовые тела). Через какое-то время почва становится стерилизованной в центре? мицелий отмирает, оставаясь лишь на периферии, образуя кольцевидную структуру. Использование пищевых ресурсов в определенных зонах среды также может объяснить кольцевую структуру колоний бактерий и плесневых грибов.

Эксперименты с Liesegang oruka их можно проводить дома (в статье описан пример эксперимента; кроме того, в выпуске Młodego Technika от 8/2006 г. Стефан Сенковски представил оригинальный эксперимент Лизеганга). Однако стоит обратить внимание экспериментаторов на несколько моментов. Теоретически кольца Лизеганга могут образовываться в любой реакции осаждения (большинство из них не описаны в литературе, так что мы можем стать первооткрывателями!), но не все они приводят к желаемому эффекту и практически все возможные комбинации реагентов в желатине и водный раствор (предложено автором, опыт будет удачным).

Плесень на фруктах

Помните, что желатин является белком и расщепляется некоторыми реагентами (тогда слой геля не образуется). Более четко выраженные кольца следует получать, используя пробирки как можно меньшего диаметра (можно использовать и герметичные стеклянные пробирки). Терпение является ключом, однако, поскольку некоторые опыты требуют очень много времени (но это стоит ожидания; правильно сформированные кольца просто? Красиво!).

Хотя феномен творчества Liesegang oruka может показаться нам только химической диковинкой (в школах о ней не упоминают), она очень широко распространена в природе. Явление, упомянутое в статье, является примером гораздо более широкого явления? химические колебательные реакции, в ходе которых происходят периодические изменения концентрации субстрата. Liesegang oruka они являются результатом этих колебаний в пространстве. Интересны также реакции, демонстрирующие колебания концентраций в ходе процесса, например, периодические изменения концентраций реагентов гликолиза, скорее всего, лежат в основе биологических часов живых организмов.

Смотрите опыт:

Kemistri lori oju opo wẹẹbu

?Бездна? Интернет содержит множество сайтов, которые могут быть интересны химику. Однако растущей проблемой является избыток публикуемых данных, иногда также сомнительного качества. Нет? будет цитировать здесь блестящие предсказания Станислава Лема, который уже более 40 лет назад в своей книге ?? провозгласил, что расширение информационных ресурсов одновременно ограничивает их доступность.

Поэтому в уголке химии есть раздел, в котором будут публиковаться адреса и описания наиболее интересных «химических» сайтов. В связи с сегодняшней статьей? адреса, ведущие на сайты, описывающие кольца Лизеганга.

Оригинальная работа Ф. Ф. Рунге в цифровом виде (сам файл в формате PDF доступен для скачивания по сокращенному адресу: http://tinyurl.com/38of2mv):

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

Сайт с адресом http://www.insilico.hu/liesegang/index.html является настоящим сборником знаний о кольцах Лизеганга? история открытия, теории образования и множество фотографий.

И, наконец, что-то особенное? пленка, показывающая образование осадочных колец Ag₂Cro₄, работа польского студента, сверстника читателей МТ. Конечно, выложил на YouTube:

Также стоит воспользоваться поисковиком (особенно графическим), введя в него соответствующие ключевые слова: «Кольца Лизеганга», «Полосы Лизеганга» или просто «Кольца Лизеганга».

В растворе дихромата (или хромата) устанавливается равновесие между анионами

и, в зависимости от реакции окружающей среды. Поскольку хромат серебра (VI) менее растворим, чем дихромат этого металла, он выпадает в осадок.

Первая попытка объяснить наблюдаемое явление была предпринята Вильгельмом Фридрихом Оствальдом (1853-1932), лауреатом Нобелевской премии по химии в 1909 году. Немецкий физико-химик заявил, что осаждение требует перенасыщения раствора для образования зародышей кристаллизации. С другой стороны, образование колец связано с явлением диффузии ионов в среде, препятствующей их движению (желатин). Химическое соединение из водного слоя глубоко проникает в желатиновый слой. Ионы «захваченного» реагента используются для образования осадка. в желатине, что приводит к обеднению участков, непосредственно примыкающих к осадку (ионы диффундируют в сторону уменьшения концентрации). Из-за невозможности быстрого выравнивания концентраций конвекцией (смешением растворов) реагент из водного слоя сталкивается с другой областью с достаточно высокой концентрацией ионов, содержащихся в желатине, только на расстоянии от уже образовавшегося слоя? явление периодически повторяется. Таким образом, кольца Лизеганга образуются в результате реакции осаждения, проводимой в условиях затрудненного перемешивания реагентов. Можете ли вы подобным образом объяснить формирование слоистой структуры некоторых минералов? Диффузия ионов происходит в плотной среде расплавленной магмы.

Кольцевой живой мир также является результатом ограниченности ресурсов. Круг дьявола? составленный из грибов (испокон веков считавшийся следом действия «нечистой силы»), он возникает простым путем. Мицелий разрастается во все стороны (под землей, на поверхности видны только плодовые тела). Через какое-то время почва становится стерилизованной в центре? мицелий отмирает, оставаясь лишь на периферии, образуя кольцевидную структуру. Использование пищевых ресурсов в определенных зонах среды также может объяснить кольцевую структуру колоний бактерий и плесневых грибов.

Эксперименты с кольцами Лизеганга можно проводить дома (пример эксперимента описан в статье; кроме того, в выпуске Młodego Technika от 8/2006 г. Стефан Сенковски представил оригинальный эксперимент Лизеганга). Однако стоит обратить внимание экспериментаторов на несколько моментов. Теоретически кольца Лизеганга могут образовываться в любой реакции осаждения (большинство из них не описаны в литературе, так что мы можем стать первооткрывателями!), но не все они приводят к желаемому эффекту и практически все возможные комбинации реагентов в желатине и водный раствор (предложено автором, опыт будет удачным). Помните, что желатин является белком и расщепляется некоторыми реагентами (тогда слой геля не образуется). Более четко выраженные кольца следует получать, используя пробирки как можно меньшего диаметра (можно использовать и герметичные стеклянные пробирки). Терпение является ключом, однако, поскольку некоторые опыты требуют очень много времени (но это стоит ожидания; правильно сформированные кольца просто? Красиво!).

Хотя явление образования кольца Лизеганга может показаться лишь химической диковинкой (о нем не упоминают в школах), оно очень широко распространено в природе. Явление, упомянутое в статье, является примером гораздо более широкого явления? химические колебательные реакции, в ходе которых происходят периодические изменения концентрации субстрата. Кольца Лизеганга являются результатом этих колебаний в пространстве. Интересны также реакции, демонстрирующие колебания концентраций в ходе процесса, например, периодические изменения концентраций реагентов гликолиза, скорее всего, лежат в основе биологических часов живых организмов.

zp8497586rq