Liesegang сақиналары? табиғаттың қызықты туындылары
«Ібіліс шеңбері»
Тірі организмдер мен жансыз табиғат үлгілерін көрсететін бірнеше фотосуреттерді қараңыз: агар ортасындағы бактериялар колониясы, жемістерде өсетін зең, қалалық көгалдағы саңырауқұлақтар және минералдар - агат, малахит, құмтас. Барлық элементтерде қандай ортақ нәрсе бар? Бұл олардың құрылымы (азды-көпті жақсы анықталған) концентрлік шеңберлерден тұрады. Оларды химиктер атайды Liesegang сақиналары.
Бұл құрылымдардың атауы ашушының атынан шыққан? Рафаэль Эдуард Лизеганг, бірақ ол оларды бірінші рет сипаттамады. Мұны 1855 жылы сүзгі қағазында химиялық реакцияларды жүргізуге қатысқан Фридлиб Фердинанд Рунге жасады. Неміс химигі жасаған?Өздігінен өскен суреттер? () әрине, алынған бірінші Лизеганг сақиналары деп санауға болады және оларды дайындау әдісі қағаз хроматографиясы болып табылады. Алайда, жаңалық ғылым әлемінде байқалмай қалды ма? Рунге оны мерзімінен жарты ғасыр бұрын жасады (XNUMX ғасырдың басында Варшавада жұмыс істеген орыс ботанигі Михаил Семёнович Цвет хроматографияның белгілі өнертапқышы). Жарайды, бұл ғылым тарихындағы мұндай бірінші жағдай емес; өйткені ашулар да «уақытында» болуы керек.
Рафаэль Эдуард Лизеганг (1869-1947)? Неміс химигі және фотосурет индустриясындағы кәсіпкер. Ол ғалым ретінде коллоидтар мен фотоматериалдардың химиясын зерттеді. Ол Лизеганг сақиналары деп аталатын құрылымдарды ашумен танымал болды.
Ашушының атағын Р.Е.Лизеганг алды, оған жағдайлардың үйлесуі көмектесті (сонымен бірге ғылым тарихында бірінші рет емес пе?). 1896 жылы ол күміс нитраты AgNO кристалын түсірді.3 калий бихроматының (VI) К ерітіндісімен қапталған шыны пластинаға2Cr2O7 желатинде (Лизеганг фотосуретке қызығушылық танытты, ал дихроматтар әлі де классикалық фотосуреттің асыл әдістері деп аталатын, мысалы, резеңке және бром техникасында қолданылады). Күміс(VI)Ag хроматының қоңыр тұнбасының концентрлік шеңберлері лапис лазули кристалының айналасында түзілген.2CrO4 неміс химигі қызықтырды. Ғалым байқалған құбылысты жүйелі түрде зерттеуді бастады, сондықтан сақиналар ақырында оның атымен аталды.
Лизеганг бақылаған реакция теңдеуге сәйкес болды (қысқартылған иондық түрде жазылған):
Бихроматты (немесе хроматты) ерітіндіде аниондар арасында тепе-теңдік орнайды
, қоршаған ортаның реакциясына байланысты. Күміс (VI) хроматы күміс (VI) бихроматына қарағанда ерігіштігі аз болғандықтан, ол тұнбаға түседі.
Ол бірінші рет байқалған құбылысты түсіндіру әрекетін жасады. Вильгельм Фридрих Оствальд (1853-1932), химия бойынша 1909 жылғы Нобель сыйлығының лауреаты. Неміс физик-химигі жауын-шашын кристалдану ядроларының пайда болуы үшін ерітіндінің аса қанығуын қажет ететінін айтты. Екінші жағынан, сақиналардың пайда болуы иондардың қозғалысына кедергі келтіретін ортада (желатин) диффузия құбылысымен байланысты. Су қабатындағы химиялық қосылыс желатин қабатына терең енеді. Тұнба түзу үшін «ұстап қалған» реагенттің иондары қолданылады. желатинде, бұл тұнбаға тікелей жақын орналасқан аймақтардың сарқылуына әкеледі (иондар концентрациясының төмендеуі бағытында таралады).
Liesegang сақиналары in vitro
Конвекция (ерітінділерді араластыру) арқылы концентрацияларды жылдам теңестіру мүмкін еместігіне байланысты, сулы қабаттан шыққан реагент желатиннің құрамындағы иондардың жеткілікті жоғары концентрациясы бар басқа аймақпен тек қалыптасқан қабаттан белгілі бір қашықтықта соқтығысады ма? құбылыс кезеңді түрде қайталанады. Сондықтан Лизеганг сақиналары реагенттерді қиын араластыру жағдайында жүргізілетін тұндыру реакциясы нәтижесінде түзіледі. Кейбір минералдардың қабаттық құрылымын осыған ұқсас етіп түсіндіре аласыз ба? Иондардың диффузиясы балқыған магманың тығыз ортасында жүреді.
Сақиналанған тіршілік әлемі де шектеулі ресурстардың нәтижесі. Шайтанның шеңбері? саңырауқұлақтардан тұрады (ежелден ол «зұлым рухтардың» әрекетінің ізі болып саналды), ол қарапайым түрде пайда болады. Мицелия барлық бағытта өседі (жер астында, бетінде тек жеміс денелері көрінеді). Біраз уақыттан кейін топырақ орталықта зарарсыздандырылады? мицелия өледі, тек шеткі жағында қалып, сақина тәрізді құрылымды құрайды. Қоршаған ортаның белгілі бір аймақтарында азық-түлік ресурстарын пайдалану бактериялар мен зең колонияларының сақина құрылымын да түсіндіре алады.
Тәжірибелер Liesegang сақиналары оларды үйде өткізуге болады (тәжірибенің мысалы мақалада сипатталған; сонымен қатар, Młodego Technika 8/2006 санында Стефан Сиенковски Лизегангтың түпнұсқа тәжірибесін ұсынды). Дегенмен, экспериментаторлардың бірнеше тармаққа назар аударған жөн. Теориялық тұрғыдан Лизеганг сақиналары кез-келген жауын-шашын реакциясында түзілуі мүмкін (олардың көпшілігі әдебиетте сипатталмаған, сондықтан біз пионер бола аламыз!), бірақ олардың барлығы қажетті әсерге әкелмейді және желатиндегі және реагенттердің барлық ықтимал комбинациялары дерлік. сулы ерітінді (автор ұсынған, тәжірибе жақсы болады).
жемістердегі көгеру
Есіңізде болсын, желатин ақуыз болып табылады және кейбір реагенттермен ыдырайды (содан кейін гель қабаты түзілмейді). Неғұрлым айқын сақиналарды мүмкіндігінше кішкентай пробиркалардың көмегімен алу керек (тұйықталған шыны түтіктерді де қолдануға болады). Дегенмен, шыдамдылық маңызды, өйткені кейбір эксперименттер өте көп уақытты алады (бірақ күтуге тұрарлық; жақсы пішінделген сақиналар оңай? Әдемі!).
Шығармашылық феномені болғанымен Liesegang сақиналары бізге тек химиялық қызығушылық болып көрінуі мүмкін (олар оны мектептерде айтпайды), бұл табиғатта өте кең таралған. Мақалада айтылған құбылыс анағұрлым кең құбылысқа мысал бола ма? химиялық тербелмелі реакциялар, оның барысында субстрат концентрациясының периодты өзгеруі. Liesegang сақиналары олар кеңістіктегі осы тербелістердің нәтижесі. Процесс кезінде концентрациялардың ауытқуын көрсететін реакциялар да қызығушылық тудырады, мысалы, гликолиз реагенттерінің концентрациясының мерзімді өзгеруі, ең алдымен, тірі организмдердің биологиялық сағатының негізінде жатыр.
Тәжірибені қараңыз:
Интернеттегі химия
?Тұңғиық? Интернетте химикті қызықтыратын көптеген сайттар бар. Дегенмен, өсіп келе жатқан мәселе - жарияланған деректердің шамадан тыс көптігі, кейде сапасы да күмәнді. Жоқ па? мұнда 40 жылдан астам бұрын өз кітабында Станислав Лемнің тамаша болжамдарын келтіреді ?? ақпараттық ресурстардың кеңеюі олардың қолжетімділігін бір мезгілде шектейтінін мәлімдеді.
Сондықтан химия бұрышында ең қызықты «химиялық» сайттардың мекенжайлары мен сипаттамалары жарияланатын бөлім бар. Бүгінгі мақалаға байланысты? Лизеганг сақиналарын сипаттайтын сайттарға апаратын мекенжайлар.
Ф.Ф.Рунгенің сандық түрдегі түпнұсқа жұмысы (PDF файлының өзі қысқартылған мекенжайда жүктеп алуға болады: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
Мекенжайы бар веб-сайт http://www.insilico.hu/liesegang/index.html Liesegang сақиналары туралы білімнің нақты жинағы? ашылу тарихы, білім беру теориялары және көптеген фотосуреттер.
Ақырында, ерекше нәрсе ме? Ag преципитация сақинасының түзілуін көрсететін фильм2CrO4, поляк студентінің жұмысы, МТ оқырмандарының құрдасы. Әрине, YouTube сайтында жарияланған:
Сондай-ақ іздеу жүйесін (әсіресе графикалық) оған сәйкес кілт сөздерді енгізу арқылы пайдалану керек: «Лизеганг сақиналары», «Лизегангтың жолақтары» немесе жай ғана «Лизеганг сақиналары».
Бихроматты (немесе хроматты) ерітіндіде аниондар арасында тепе-теңдік орнайды
және қоршаған ортаның реакциясына байланысты. Күміс (VI) хроматы күміс (VI) бихроматына қарағанда ерігіштігі аз болғандықтан, ол тұнбаға түседі.
Бақыланатын құбылысты түсіндірудің алғашқы әрекетін 1853 жылы химия бойынша Нобель сыйлығының лауреаты Вильгельм Фридрих Оствальд (1932-1909) жасады. Неміс физик-химигі жауын-шашын кристалдану ядроларының пайда болуы үшін ерітіндінің аса қанығуын қажет ететінін айтты. Екінші жағынан, сақиналардың пайда болуы иондардың қозғалысына кедергі келтіретін ортада (желатин) диффузия құбылысымен байланысты. Су қабатындағы химиялық қосылыс желатин қабатына терең енеді. Тұнба түзу үшін «ұстап қалған» реагенттің иондары қолданылады. желатинде, бұл тұнбаға тікелей жақын орналасқан аймақтардың сарқылуына әкеледі (иондар концентрациясының төмендеуі бағытында таралады). Конвекция (ерітінділерді араластыру) арқылы концентрацияларды тез теңестіру мүмкін болмағандықтан, сулы қабаттан шыққан реагент желатиннің құрамындағы иондардың жеткілікті жоғары концентрациясы бар басқа аймақпен соқтығысады, тек қалыптасқан қабаттан қашықтықта? құбылыс кезеңді түрде қайталанады. Осылайша, реагенттерді қиын араластыру жағдайында жүргізілетін тұндыру реакциясы нәтижесінде Лизеганг сақиналары түзіледі. Кейбір минералдардың қабаттық құрылымының түзілуін осыған ұқсас етіп түсіндіре аласыз ба? Иондардың диффузиясы балқыған магманың тығыз ортасында жүреді.
Сақиналанған тіршілік әлемі де шектеулі ресурстардың нәтижесі. Шайтанның шеңбері? саңырауқұлақтардан тұрады (ежелден ол «зұлым рухтардың» әрекетінің ізі болып саналды), ол қарапайым түрде пайда болады. Мицелия барлық бағытта өседі (жер астында, бетінде тек жеміс денелері көрінеді). Біраз уақыттан кейін топырақ орталықта зарарсыздандырылады? мицелия өледі, тек шеткі жағында қалып, сақина тәрізді құрылымды құрайды. Қоршаған ортаның белгілі бір аймақтарында азық-түлік ресурстарын пайдалану бактериялар мен зең колонияларының сақина құрылымын да түсіндіре алады.
Liesegang сақиналарымен эксперименттерді үйде өткізуге болады (тәжірибенің мысалы мақалада сипатталған; бұдан басқа, Młodego Technika 8/2006 жылғы санында Стефан Сиенковски түпнұсқа Liesegang тәжірибесін ұсынды). Дегенмен, экспериментаторлардың бірнеше тармаққа назар аударған жөн. Теориялық тұрғыдан Лизеганг сақиналары кез-келген жауын-шашын реакциясында түзілуі мүмкін (олардың көпшілігі әдебиетте сипатталмаған, сондықтан біз пионер бола аламыз!), бірақ олардың барлығы қажетті әсерге әкелмейді және желатиндегі және реагенттердің барлық ықтимал комбинациялары дерлік. сулы ерітінді (автор ұсынған, тәжірибе жақсы болады). Есіңізде болсын, желатин ақуыз болып табылады және кейбір реагенттермен ыдырайды (содан кейін гель қабаты түзілмейді). Неғұрлым айқын сақиналарды мүмкіндігінше кішкентай пробиркалардың көмегімен алу керек (тұйықталған шыны түтіктерді де қолдануға болады). Дегенмен, шыдамдылық маңызды, өйткені кейбір эксперименттер өте көп уақытты алады (бірақ күтуге тұрарлық; жақсы пішінделген сақиналар оңай? Әдемі!).
Лизеганг сақинасының қалыптасуы химиялық қызығушылық сияқты көрінсе де (мектептерде бұл туралы айтылмайды), ол табиғатта өте кең таралған. Мақалада айтылған құбылыс анағұрлым кең құбылысқа мысал бола ма? химиялық тербелмелі реакциялар, оның барысында субстрат концентрациясының периодты өзгеруі. Лизеганг сақиналары кеңістіктегі осы тербелістердің нәтижесі болып табылады. Процесс кезінде концентрациялардың ауытқуын көрсететін реакциялар да қызығушылық тудырады, мысалы, гликолиз реагенттерінің концентрациясының мерзімді өзгеруі, ең алдымен, тірі организмдердің биологиялық сағатының негізінде жатыр.
zp8497586rq
