Liesegang մատանի՞ բնության հետաքրքրաշարժ ստեղծագործություններ

«Սատանայի շրջանակը»

Խնդրում ենք դիտել մի քանի լուսանկարներ, որոնք ցույց են տալիս կենդանի օրգանիզմներ և անշունչ բնության նմուշներ. բակտերիաների գաղութ ագարի միջավայրում, մրգերի վրա աճող բորբոս, քաղաքի մարգագետնում սնկերը և հանքանյութեր՝ ագատ, մալաքիտ, ավազաքար: Ի՞նչ ընդհանուր բան ունեն բոլոր իրերը: Սա նրանց կառուցվածքն է՝ բաղկացած (քիչ թե շատ լավ սահմանված) համակենտրոն շրջանակներից։ Քիմիկոսները նրանց անվանում են Liesegang օղակները.

Այս կառույցների անունը ծագում է հայտնաբերողի անունի՞ց։ Ռաֆայել Էդուարդ Լիեզեգանգը, չնայած նա առաջինը չէր, որ նկարագրեց դրանք։ Դա արվել է 1855 թվականին Ֆրիդլիբ Ֆերդինանդ Ռունգեի կողմից, ով, ի թիվս այլ բաների, ներգրավված էր ֆիլտր թղթի վրա քիմիական ռեակցիաների իրականացման մեջ։ Ստեղծվել է գերմանացի քիմիկոսի՞ կողմից։ () անշուշտ կարելի է համարել Liesegang-ի ստացված առաջին օղակները, և դրանց պատրաստման եղանակը թղթային քրոմատագրությունն է։ Այնուամենայնիվ, հայտնագործությունը չնկատվե՞ց գիտության աշխարհում: Ռունգեն դա արել է ժամանակից կես դար շուտ (ռուս բուսաբան Միխայիլ Սեմյոնովիչ Ցվետը, ով աշխատել է Վարշավայում XNUMX-րդ դարի սկզբին, քրոմատագրության հայտնի գյուտարար է)։ Դե, սա գիտության պատմության մեջ առաջին նման դեպքը չէ. քանի որ նույնիսկ բացահայտումները պետք է «ժամանակին գան»։

Ռաֆայել Էդուարդ Լիեզեգանգ (1869-1947) Գերմանացի քիմիկոս և ձեռնարկատեր լուսանկարչության ոլորտում: Որպես գիտնական նա ուսումնասիրել է կոլոիդների քիմիան և լուսանկարչական նյութերը։ Նա հայտնի էր Լիզեգանգի օղակներ անունով կառույցների հայտնաբերմամբ։

Հայտնաբերողի համբավը վաստակել է R. E. Liesegang-ը, որին օգնել է հանգամանքների համադրությունը (նաև առաջին անգամը չէ՞ գիտության պատմության մեջ): 1896 թվականին նա գցեց արծաթի նիտրատ AgNO բյուրեղ:₃ կալիումի երկքրոմատի (VI) լուծույթով պատված ապակե ափսեի վրա Կ₂Cr₂O₇ ժելատինի մեջ (Լիեզեգանգը հետաքրքրված էր լուսանկարչությամբ, իսկ դիքրոմատները դեռ օգտագործվում են դասական լուսանկարչության այսպես կոչված ազնիվ տեխնիկայում, օրինակ՝ ռետինի և բրոմի տեխնիկայում)։ Արծաթի (VI) Ag քրոմատի շագանակագույն նստվածքի համակենտրոն շրջանակներ, որոնք ձևավորվել են լապիս լազուլի բյուրեղի շուրջ:₂CrO₄ հետաքրքրեց գերմանացի քիմիկոսին. Գիտնականը սկսել է դիտարկված երևույթի համակարգված ուսումնասիրությունը և այդ պատճառով օղակները ի վերջո կոչվել են նրա անունով:

Լիեզեգանգի նկատած ռեակցիան համապատասխանում էր հավասարմանը (գրված է կրճատ իոնային ձևով).

Երկքրոմատի (կամ քրոմատի) լուծույթում անիոնների միջև հավասարակշռություն է հաստատվում

, կախված շրջակա միջավայրի արձագանքից։ Քանի որ արծաթի (VI) քրոմատը ավելի քիչ լուծելի է, քան արծաթի (VI) երկքրոմատը, այն նստում է:

Դիտարկվող երեւույթը բացատրելու առաջին փորձը նա արեց. Վիլհելմ Ֆրիդրիխ Օստվալդ (1853-1932), քիմիայի բնագավառում 1909 թվականի Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր։ Գերմանացի ֆիզիկաքիմիկոսը հայտարարեց, որ տեղումները պահանջում են լուծույթի գերհագեցում, որպեսզի ձևավորվեն բյուրեղացման միջուկներ։ Մյուս կողմից, օղակների առաջացումը կապված է իոնների դիֆուզիայի երեւույթի հետ, որը խանգարում է նրանց շարժմանը (ժելատին): Ջրային շերտից առաջացած քիմիական միացությունը խորը թափանցում է ժելատինե շերտ։ «Թակարդված» ռեագենտի իոններն օգտագործվում են նստվածք առաջացնելու համար։ ժելատինի մեջ, ինչը հանգեցնում է նստվածքին անմիջապես հարող տարածքների սպառմանը (իոնները ցրվում են կոնցենտրացիայի նվազման ուղղությամբ):

Liesegang-ը rings in vitro

Կոնվեկցիայով կոնցենտրացիաների արագ հավասարեցման անհնարինության պատճառով (լուծույթների խառնում) ջրային շերտից ռեագենտը բախվու՞մ է ժելատինում պարունակվող իոնների բավական բարձր կոնցենտրացիայով մեկ այլ շրջանի հետ՝ միայն արդեն ձևավորված շերտից որոշակի հեռավորության վրա: երեւույթը պարբերաբար կրկնվում է. Հետևաբար, Liesegang օղակները ձևավորվում են տեղումների ռեակցիայի արդյունքում, որն իրականացվում է ռեագենտների դժվար խառնման պայմաններում։ Կարո՞ղ եք նման կերպ բացատրել որոշ օգտակար հանածոների շերտավոր կառուցվածքը: Իոնների դիֆուզիան տեղի է ունենում հալված մագմայի խիտ միջավայրում:

Օղակաձև կենդանի աշխարհը նույնպես սահմանափակ ռեսուրսների արդյունք է: Սատանայի շրջանակը. կազմված սնկով (անհիշելի ժամանակներից այն համարվում էր «չար ոգիների» գործողության հետք), այն առաջանում է պարզ ձևով. Միցելիումը աճում է բոլոր ուղղություններով (գետնի տակ, մակերեսի վրա երևում են միայն պտղատու մարմիններ)։ Որոշ ժամանակ անց հողը կենտրոնում ստերիլիզացվո՞ւմ է: միկելիումը մահանում է՝ մնալով միայն ծայրամասում՝ կազմելով օղակաձև կառուցվածք։ Պարենային ռեսուրսների օգտագործումը շրջակա միջավայրի որոշակի տարածքներում կարող է բացատրել նաև բակտերիաների և բորբոսների գաղութների օղակաձև կառուցվածքը:

Փորձարկումներ հետ Liesegang օղակները դրանք կարող են իրականացվել տանը (փորձի օրինակ նկարագրված է հոդվածում, բացի այդ, Młodego Technika-ի 8/2006 թ. համարում Ստեֆան Սիենկովսկին ներկայացրել է Լիեզեգանգի բնօրինակ փորձը): Այնուամենայնիվ, արժե փորձարարների ուշադրությունը դարձնել մի քանի կետերի. Տեսականորեն, Liesegang օղակները կարող են ձևավորվել ցանկացած տեղումների ռեակցիայի ժամանակ (դրանց մեծ մասը նկարագրված չէ գրականության մեջ, այնպես որ մենք կարող ենք դառնալ ռահվիրաներ), բայց ոչ բոլորն են հանգեցնում ցանկալի էֆեկտի և ռեակտիվների գրեթե բոլոր հնարավոր համակցություններին ժելատինում և ժելատինում: ջրային լուծույթ (հեղինակի առաջարկած, փորձը լավ կլինի):

կաղապար մրգի վրա

Հիշեք, որ ժելատինը սպիտակուց է և քայքայվում է որոշ ռեակտիվների միջոցով (այնուհետև գելային շերտ չի ձևավորվում): Ավելի ընդգծված օղակներ պետք է ձեռք բերել հնարավորինս փոքր փորձանոթների միջոցով (կարելի է օգտագործել նաև կնքված ապակե խողովակներ): Այնուամենայնիվ, համբերությունը կարևոր է, քանի որ որոշ փորձեր շատ ժամանակատար են (բայց արժե սպասել. լավ ձևավորված օղակները հեշտ են: Գեղեցիկ են):

Չնայած ստեղծագործական ֆենոմենը Liesegang օղակները կարող է մեզ միայն քիմիական հետաքրքրություն թվալ (դպրոցներում դա չեն նշում), այն իր բնույթով շատ տարածված է։ Արդյո՞ք հոդվածում նշված երեւույթը շատ ավելի լայն երեւույթի օրինակ է։ քիմիական տատանողական ռեակցիաներ, որոնց ընթացքում տեղի են ունենում ենթաշերտի կոնցենտրացիայի պարբերական փոփոխություններ։ Liesegang օղակները դրանք տարածության այս տատանումների արդյունքն են: Հետաքրքիր են նաև ռեակցիաները, որոնք ցույց են տալիս գործընթացի ընթացքում կոնցենտրացիաների տատանումներ, օրինակ, գլիկոլիզի ռեակտիվների կոնցենտրացիաների պարբերական փոփոխությունները, ամենայն հավանականությամբ, ընկած են կենդանի օրգանիզմների կենսաբանական ժամացույցի հիմքում:

Տես փորձը.

Քիմիան համացանցում

?Անդունդ? Համացանցը պարունակում է բազմաթիվ կայքեր, որոնք կարող են հետաքրքրել քիմիկոսին: Այնուամենայնիվ, աճող խնդիր է հրապարակված տվյալների գերառատությունը, երբեմն նաև կասկածելի որակի: Ոչ? Այստեղ մեջբերելու է Ստանիսլավ Լեմի փայլուն կանխատեսումները, ով ավելի քան 40 տարի առաջ իր գրքում ?? հայտարարեց, որ տեղեկատվական ռեսուրսների ընդլայնումը միաժամանակ սահմանափակում է դրանց հասանելիությունը։

Ուստի քիմիայի անկյունում կա մի բաժին, որտեղ կհրապարակվեն ամենահետաքրքիր «քիմիական» կայքերի հասցեներն ու նկարագրությունները։ Այսօրվա հոդվածի հետ կապված. հասցեները, որոնք տանում են դեպի կայքեր, որոնք նկարագրում են Liesegang օղակները:

F. F. Runge-ի բնօրինակ աշխատանքը թվային ձևով (PDF ֆայլն ինքնին հասանելի է ներբեռնման համար կրճատված հասցեով. http://tinyurl.com/38of2mv):

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

Կայք հասցեով http://www.insilico.hu/liesegang/index.html արդյո՞ք Liesegang-ի օղակների մասին գիտելիքների իրական ամփոփագիր: հայտնագործության պատմությունը, կրթության տեսությունները և բազմաթիվ լուսանկարներ:

Եվ վերջապես, ինչ-որ հատուկ բան. ֆիլմ, որը ցույց է տալիս Ag տեղումների օղակի ձևավորումը₂CrO₄, լեհ ուսանողի, ՄՏ ընթերցողների հասակակիցների աշխատանքը։ Իհարկե, YouTube-ում տեղադրված.

Արժե նաև օգտագործել որոնիչ (հատկապես գրաֆիկական)՝ դրա մեջ մուտքագրելով համապատասխան հիմնաբառեր՝ «Liesegang rings», «Liesegang bands» կամ պարզապես «Liesegang rings»:

Երկքրոմատի (կամ քրոմատի) լուծույթում անիոնների միջև հավասարակշռություն է հաստատվում

և, կախված շրջակա միջավայրի արձագանքից. Քանի որ արծաթի (VI) քրոմատը ավելի քիչ լուծելի է, քան արծաթի (VI) երկքրոմատը, այն նստում է:

Դիտարկված երևույթը բացատրելու առաջին փորձը կատարել է 1853 թվականին քիմիայի ոլորտում Նոբելյան մրցանակակիր Վիլհելմ Ֆրիդրիխ Օստվալդը (1932-1909): Գերմանացի ֆիզիկաքիմիկոսը հայտարարեց, որ տեղումները պահանջում են լուծույթի գերհագեցում, որպեսզի ձևավորվեն բյուրեղացման միջուկներ։ Մյուս կողմից, օղակների առաջացումը կապված է իոնների դիֆուզիայի ֆենոմենի հետ մի միջավայրում, որը կանխում է դրանց շարժումը (ժելատին): Ջրային շերտից առաջացած քիմիական միացությունը խորը թափանցում է ժելատինե շերտ։ «Թակարդված» ռեագենտի իոններն օգտագործվում են նստվածք առաջացնելու համար։ ժելատինի մեջ, ինչը հանգեցնում է նստվածքին անմիջապես հարող տարածքների սպառմանը (իոնները ցրվում են կոնցենտրացիայի նվազման ուղղությամբ): Կոնվեկցիայով կոնցենտրացիաների արագ հավասարեցման անհնարինության պատճառով (լուծույթների խառնում) ջրային շերտից ռեագենտը բախվու՞մ է ժելատինում պարունակվող իոնների բավական բարձր կոնցենտրացիայով մեկ այլ շրջանի՝ միայն արդեն ձևավորված շերտից հեռավորության վրա։ երեւույթը պարբերաբար կրկնվում է. Այսպիսով, Liesegang օղակները ձևավորվում են տեղումների ռեակցիայի արդյունքում, որն իրականացվում է ռեագենտների դժվար խառնման պայմաններում։ Կարո՞ղ եք նման կերպ բացատրել որոշ միներալների շերտավոր կառուցվածքի առաջացումը։ Իոնների դիֆուզիան տեղի է ունենում հալված մագմայի խիտ միջավայրում:

Օղակաձև կենդանի աշխարհը նույնպես սահմանափակ ռեսուրսների արդյունք է: Սատանայի շրջանակը. կազմված սնկով (անհիշելի ժամանակներից այն համարվում էր «չար ոգիների» գործողության հետք), այն առաջանում է պարզ ձևով. Միցելիումը աճում է բոլոր ուղղություններով (գետնի տակ, մակերեսի վրա երևում են միայն պտղատու մարմիններ)։ Որոշ ժամանակ անց հողը կենտրոնում ստերիլիզացվո՞ւմ է: միկելիումը մահանում է՝ մնալով միայն ծայրամասում՝ կազմելով օղակաձև կառուցվածք։ Պարենային ռեսուրսների օգտագործումը շրջակա միջավայրի որոշակի տարածքներում կարող է բացատրել նաև բակտերիաների և բորբոսների գաղութների օղակաձև կառուցվածքը:

Liesegang օղակների հետ փորձերը կարող են իրականացվել տանը (փորձի օրինակ նկարագրված է հոդվածում, բացի այդ, Młodego Technika-ի 8/2006 համարում Ստեֆան Սիենկովսկին ներկայացրել է Liesegang-ի բնօրինակ փորձը): Այնուամենայնիվ, արժե փորձարարների ուշադրությունը դարձնել մի քանի կետերի. Տեսականորեն, Liesegang օղակները կարող են ձևավորվել ցանկացած տեղումների ռեակցիայի ժամանակ (դրանց մեծ մասը նկարագրված չէ գրականության մեջ, այնպես որ մենք կարող ենք դառնալ ռահվիրաներ), բայց ոչ բոլորն են հանգեցնում ցանկալի էֆեկտի և ռեակտիվների գրեթե բոլոր հնարավոր համակցություններին ժելատինում և ժելատինում: ջրային լուծույթ (հեղինակի առաջարկած, փորձը լավ կլինի): Հիշեք, որ ժելատինը սպիտակուց է և քայքայվում է որոշ ռեակտիվների միջոցով (այնուհետև գելային շերտ չի ձևավորվում): Ավելի ընդգծված օղակներ պետք է ձեռք բերել հնարավորինս փոքր փորձանոթների միջոցով (կարելի է օգտագործել նաև կնքված ապակե խողովակներ): Այնուամենայնիվ, համբերությունը կարևոր է, քանի որ որոշ փորձեր շատ ժամանակատար են (բայց արժե սպասել. լավ ձևավորված օղակները հեշտ են: Գեղեցիկ են):

Թեև Լիեզեգանգի օղակի ձևավորումը կարող է թվալ որպես քիմիական հետաքրքրություն (դպրոցներում դա չի նշվում), այն իր բնույթով շատ տարածված է։ Արդյո՞ք հոդվածում նշված երեւույթը շատ ավելի լայն երեւույթի օրինակ է։ քիմիական տատանողական ռեակցիաներ, որոնց ընթացքում տեղի են ունենում ենթաշերտի կոնցենտրացիայի պարբերական փոփոխություններ։ Liesegang-ի օղակները տիեզերքում այս տատանումների արդյունքն են: Հետաքրքիր են նաև ռեակցիաները, որոնք ցույց են տալիս գործընթացի ընթացքում կոնցենտրացիաների տատանումներ, օրինակ, գլիկոլիզի ռեակտիվների կոնցենտրացիաների պարբերական փոփոխությունները, ամենայն հավանականությամբ, ընկած են կենդանի օրգանիզմների կենսաբանական ժամացույցի հիմքում:

zp8497586rq