Liesegang lui? fassinerende skeppings van die natuur
"Sirkel van die Duiwel"
Kyk asseblief na verskeie foto's wat lewende organismes en monsters van lewelose natuur uitbeeld: 'n kolonie bakterieë op 'n agarmedium, skimmel wat op vrugte groei, swamme op 'n stadsgrasperk en minerale - agaat, malakiet, sandsteen. Wat het alle voorwerpe in gemeen? Dit is hul struktuur, wat uit (min of meer duidelik gedefinieerde) konsentriese sirkels bestaan. Chemici sal hulle bel Liesegang lui.
Die naam van hierdie strukture kom van die naam van die ontdekker? Raphael Eduard Liesegang, hoewel hy nie die eerste was wat hulle beskryf het nie. Dit is in 1855 gedoen deur Friedlieb Ferdinand Runge, wat veral betrokke was by die uitvoer van chemiese reaksies op filtreerpapier. Geskep deur 'n Duitse chemikus? Self-gegroeide beelde? () kan beslis beskou word as die eerste Liesegang-ringe wat verkry is, en die metode van hul voorbereiding was papierchromatografie. Die ontdekking is egter nie in die wêreld van wetenskap opgemerk nie? Runge het dit 'n halfeeu voor skedule gedoen (Russiese plantkundige Mikhail Semyonovich Tsvet, wat aan die begin van die XNUMXste eeu in Warskou gewerk het, is 'n bekende uitvinder van chromatografie). Wel, dit is nie die eerste so 'n geval in die geskiedenis van die wetenskap nie; selfs ontdekkings moet immers “betyds kom”.
Raphael Edouard Liesegang (1869-1947)? Duitse chemikus en entrepreneur in die fotografiese industrie. As wetenskaplike het hy die chemie van kolloïede en fotografiese materiale bestudeer. Hy was bekend vir die ontdekking van strukture bekend as Liesegang-ringe.
Die roem van die ontdekker is verdien deur R. E. Liesegang, wat deur toeval van omstandighede gehelp is (ook nie die eerste keer in die geskiedenis van die wetenskap nie?). In 1896 het hy 'n kristal silwernitraat AgNO laat val.3 op 'n glasplaat bedek met 'n oplossing van kaliumdichromaat (VI) K2Cr2O7 in gelatien (Liesegang het in fotografie belang gestel, en dichromate word steeds gebruik in die sogenaamde edele tegnieke van klassieke fotografie, soos die rubber- en broomtegniek). Konsentriese sirkels van bruin neerslag van silwer(VI)Ag-chromaat wat om 'n lapis lazuli-kristal gevorm is.2CrO4 het die Duitse chemikus belanggestel. Die wetenskaplike het 'n sistematiese studie van die waargenome verskynsel begin en daarom is die ringe uiteindelik na hom vernoem.
Die reaksie wat Liesegang waargeneem het, stem ooreen met die vergelyking (geskryf in verkorte ioniese vorm):
In 'n dichromaat (of chromaat) oplossing word ewewig tussen die anione bewerkstellig
, afhangende van die reaksie van die omgewing. Aangesien silwer(VI)chromaat minder oplosbaar is as die dichromaat van hierdie metaal, presipiteer dit.
Hy het die eerste poging aangewend om die waargenome verskynsel te verduidelik. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), wenner van die 1909 Nobelprys in Chemie. Die Duitse fisiese chemikus het gesê dat presipitasie oorversadiging van die oplossing vereis vir die vorming van kristallisasiekerne. Aan die ander kant word die vorming van ringe geassosieer met die verskynsel van ioondiffusie in 'n medium wat hul beweging verhoed (gelatien). Die chemiese verbinding van die waterige laag dring diep in die gelatienlaag in. Die "vasgevange" reaktantione word gebruik om 'n neerslag te vorm. in gelatien, wat lei tot uitputting van gebiede direk aanliggend aan die neerslag (ione diffundeer na 'n afname in konsentrasie).
Liesegang lui in vitro
As gevolg van die onmoontlikheid om vinnig gelyk te maak konsentrasies deur konveksie (meng oplossings), bots die reagens van die waterige laag met 'n ander area met 'n voldoende hoë konsentrasie van ione vervat in gelatien, slegs op 'n afstand van die reeds gevormde laag? die verskynsel herhaal homself periodiek. Gevolglik word Liesegang-ringe gevorm as gevolg van 'n presipitasiereaksie wat uitgevoer word onder toestande van moeilike vermenging van reagense. Kan jy die gelaagde struktuur van sommige minerale op 'n soortgelyke manier verduidelik? Ioondiffusie vind plaas in die digte omgewing van gesmelte magma.
Die omringde leefwêreld is ook die gevolg van beperkte hulpbronne. Duiwelskring? saamgestel uit sampioene (van ouds af beskou as 'n spoor van die optrede van "bose geeste"), ontstaan dit op 'n eenvoudige manier. Die miselium groei in alle rigtings (ondergronds, slegs vrugliggame is op die oppervlak sigbaar). Na 'n rukkie word die grond in die middel gesteriliseer? die miselium sterf, bly slegs aan die periferie, en vorm 'n ringvormige struktuur. Die gebruik van voedselbronne in sekere areas van die omgewing kan ook die ringstruktuur van kolonies bakterieë en skimmels verklaar.
Eksperimenteer met Liesegang lui hulle kan tuis uitgevoer word (die artikel beskryf 'n voorbeeld van 'n eksperiment; boonop het Stefan Senkowski Liesegang se oorspronklike eksperiment in die 8/2006-uitgawe van Młodego Technika aangebied). Eksperimenteerders moet egter aandag gee aan verskeie punte. Teoreties kan Liesegang-ringe in enige neerslagreaksie vorm (die meeste van hulle word nie in die literatuur beskryf nie, so ons kan ontdekkers wees!), maar nie almal lei tot die gewenste effek nie en byna alle moontlike kombinasies van reagense in gelatien en water oplossing (voorgestel deur die skrywer, die ervaring sal suksesvol wees).
Vorm op vrugte
Onthou dat gelatien 'n proteïen is en deur sekere reagense afgebreek word (dan sal 'n gellaag nie vorm nie). Meer duidelik gedefinieerde ringe moet verkry word deur proefbuise met die kleinste moontlike deursnee te gebruik (verseëlde glasbuise kan ook gebruik word). Geduld is egter die sleutel, aangesien sommige eksperimente baie lank neem (maar dit is die wag werd; behoorlik gevormde ringe is maklik? Pragtig!).
Alhoewel die verskynsel van kreatiwiteit Liesegang lui mag vir ons net 'n chemiese nuuskierigheid lyk (hulle noem dit nie in skole nie), dit is baie wydverspreid van aard. Is die verskynsel wat in die artikel genoem word 'n voorbeeld van 'n veel breër verskynsel? chemiese ossillatoriese reaksies waartydens periodieke veranderinge in die konsentrasie van die substraat plaasvind. Liesegang lui hulle is die gevolg van hierdie vibrasies in die ruimte. Interessant is ook reaksies wat fluktuasies in konsentrasies tydens die proses demonstreer, byvoorbeeld periodieke veranderinge in die konsentrasies van glikolitiese reagense lê heel waarskynlik onder die biologiese horlosie van lewende organismes.
Kyk na die ervaring:
Chemie op die web
?Afgrond? Die internet bevat baie webwerwe wat vir 'n chemikus van belang kan wees. ’n Groeiende probleem is egter die oorvloed van gepubliseerde data, soms ook van twyfelagtige gehalte. Geen? sal hier die briljante voorspellings van Stanislaw Lem, wat meer as 40 jaar gelede in sy boek ?? verklaar dat die uitbreiding van inligtingsbronne terselfdertyd die beskikbaarheid daarvan beperk.
Daarom is daar 'n afdeling in die chemiehoekie waarin die adresse en beskrywings van die interessantste "chemiese" webwerwe gepubliseer sal word. In verband met vandag se artikel? adresse wat lei na webwerwe wat die Liesegang-ringe beskryf.
Oorspronklike werk deur F. F. Runge in digitale vorm (die PDF-lêer self is beskikbaar vir aflaai by die verkorte adres: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
Webwerf met adres http://www.insilico.hu/liesegang/index.html is 'n ware versameling kennis oor Liesegang-ringe? geskiedenis van ontdekking, teorieë van onderwys en baie foto's.
En uiteindelik, iets besonders? film wat die vorming van Ag sedimentêre ringe toon2CrO4, die werk van 'n Poolse student, 'n eweknie van MT-lesers. Natuurlik het ek dit op YouTube geplaas:
Dit is ook die moeite werd om 'n soekenjin (veral 'n grafiese een) te gebruik deur die toepaslike sleutelwoorde daarin in te voer: "Rings of Liesegang", "Stripes of Liesegang" of bloot "Rings of Liesegang".
In 'n dichromaat (of chromaat) oplossing word ewewig tussen die anione bewerkstellig
en, afhangende van die reaksie van die omgewing. Aangesien silwer(VI)chromaat minder oplosbaar is as die dichromaat van hierdie metaal, presipiteer dit.
Die eerste poging om die waargenome verskynsel te verklaar is deur Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), wenner van die Nobelprys in Chemie in 1909, aangewend. Die Duitse fisiese chemikus het gesê dat presipitasie oorversadiging van die oplossing vereis vir die vorming van kristallisasiekerne. Aan die ander kant word die vorming van ringe geassosieer met die verskynsel van ioondiffusie in 'n medium wat hul beweging verhoed (gelatien). Die chemiese verbinding van die waterige laag dring diep in die gelatienlaag in. Die "vasgevange" reaktantione word gebruik om 'n neerslag te vorm. in gelatien, wat lei tot uitputting van gebiede direk aanliggend aan die neerslag (ione diffundeer na 'n afname in konsentrasie). As gevolg van die onmoontlikheid om vinnig gelyk te maak konsentrasies deur konveksie (meng oplossings), bots die reagens van die waterige laag met 'n ander area met 'n voldoende hoë konsentrasie van ione vervat in gelatien, slegs op 'n afstand van die reeds gevormde laag? die verskynsel herhaal homself periodiek. Liesegang-ringe word dus gevorm as gevolg van 'n presipitasiereaksie wat uitgevoer word onder toestande van moeilike vermenging van die reagense. Kan jy die gelaagde struktuur van sommige minerale op 'n soortgelyke manier verduidelik? Ioondiffusie vind plaas in die digte omgewing van gesmelte magma.
Die omringde leefwêreld is ook die gevolg van beperkte hulpbronne. Duiwelskring? saamgestel uit sampioene (van ouds af beskou as 'n spoor van die optrede van "bose geeste"), ontstaan dit op 'n eenvoudige manier. Die miselium groei in alle rigtings (ondergronds, slegs vrugliggame is op die oppervlak sigbaar). Na 'n rukkie word die grond in die middel gesteriliseer? die miselium sterf, bly slegs aan die periferie, en vorm 'n ringvormige struktuur. Die gebruik van voedselbronne in sekere areas van die omgewing kan ook die ringstruktuur van kolonies bakterieë en skimmels verklaar.
Eksperimente met Liesegang-ringe kan tuis uitgevoer word ('n voorbeeld van 'n eksperiment word in die artikel beskryf; boonop het Stefan Senkowski in die 8/2006-uitgawe van Młodego Technika die oorspronklike Liesegang-eksperiment aangebied). Eksperimenteerders moet egter aandag gee aan verskeie punte. Teoreties kan Liesegang-ringe in enige neerslagreaksie vorm (die meeste van hulle word nie in die literatuur beskryf nie, so ons kan ontdekkers wees!), maar nie almal lei tot die gewenste effek nie en byna alle moontlike kombinasies van reagense in gelatien en water oplossing (voorgestel deur die skrywer, die ervaring sal suksesvol wees). Onthou dat gelatien 'n proteïen is en deur sekere reagense afgebreek word (dan sal 'n gellaag nie vorm nie). Meer duidelik gedefinieerde ringe moet verkry word deur proefbuise met die kleinste moontlike deursnee te gebruik (verseëlde glasbuise kan ook gebruik word). Geduld is egter die sleutel, aangesien sommige eksperimente baie lank neem (maar dit is die wag werd; behoorlik gevormde ringe is maklik? Pragtig!).
Alhoewel die verskynsel van Liesegang-ringvorming na slegs 'n chemiese nuuskierigheid mag lyk (dit word nie in skole genoem nie), is dit baie wydverspreid van aard. Is die verskynsel wat in die artikel genoem word 'n voorbeeld van 'n veel breër verskynsel? chemiese ossillatoriese reaksies waartydens periodieke veranderinge in die konsentrasie van die substraat plaasvind. Liesegang-ringe is die gevolg van hierdie vibrasies in die ruimte. Interessant is ook reaksies wat fluktuasies in konsentrasies tydens die proses demonstreer, byvoorbeeld periodieke veranderinge in die konsentrasies van glikolitiese reagense lê heel waarskynlik onder die biologiese horlosie van lewende organismes.
zp8497586rq
