Liesegang pete? ubunifu wa kuvutia wa asili

"Mzunguko wa Ibilisi"

Tafadhali angalia picha chache zinazoonyesha viumbe hai na sampuli za asili isiyo hai: kundi la bakteria kwenye chombo cha agar, ukungu unaokua kwenye matunda, kuvu kwenye lawn ya jiji na madini - agate, malachite, mchanga. Je, vitu vyote vinafanana nini? Huu ni muundo wao, unaojumuisha (zaidi au chini iliyofafanuliwa vizuri) duru za kuzingatia. Kemia huwaita Liesegang pete.

Jina la miundo hii linatokana na jina la mgunduzi? Raphael Edouard Liesegang, ingawa hakuwa wa kwanza kuzielezea. Hii ilifanywa mnamo 1855 na Friedlieb Ferdinand Runge, ambaye alihusika, kati ya mambo mengine, katika kutekeleza athari za kemikali kwenye karatasi ya chujio. Imeundwa na mwanakemia Mjerumani? Picha za kujikuza mwenyewe? () kwa hakika inaweza kuchukuliwa kuwa pete za kwanza za Liesegang zilizopatikana, na njia ya maandalizi yao ni chromatography ya karatasi. Walakini, ugunduzi huo haukuonekana katika ulimwengu wa sayansi? Runge alifanya hivyo nusu karne kabla ya ratiba (mtaalamu wa mimea wa Urusi Mikhail Semyonovich Tsvet, ambaye alifanya kazi Warsaw mwanzoni mwa karne ya XNUMX, ni mvumbuzi mashuhuri wa kromatografia). Kweli, hii sio kesi ya kwanza katika historia ya sayansi; maana hata uvumbuzi lazima "uje kwa wakati."

Raphael Eduard Liesegang (1869-1947)? Kemia wa Ujerumani na mjasiriamali katika tasnia ya upigaji picha. Kama mwanasayansi, alisoma kemia ya colloids na vifaa vya kupiga picha. Alikuwa maarufu kwa kugundua miundo inayojulikana kama pete za Liesegang.

Umaarufu wa mgunduzi ulipatikana na R. E. Liesegang, ambaye alisaidiwa na mchanganyiko wa hali (pia sio mara ya kwanza katika historia ya sayansi?). Mnamo 1896, aliacha kioo cha nitrate ya fedha AgNO.₃ kwenye sahani ya glasi iliyofunikwa na suluhisho la dichromate ya potasiamu (VI) K₂Cr₂O₇ katika gelatin (Liesegang alikuwa na nia ya kupiga picha, na dichromates bado hutumiwa katika mbinu zinazojulikana za upigaji picha wa classical, kwa mfano, katika mbinu ya mpira na bromini). Miduara iliyokolea ya mvua ya hudhurungi ya kromati ya fedha(VI)Ag iliyoundwa kuzunguka fuwele ya lapis lazuli.₂CrO₄ alivutiwa na duka la dawa la Ujerumani. Mwanasayansi alianza uchunguzi wa utaratibu wa jambo lililozingatiwa na kwa hiyo pete hatimaye ziliitwa jina lake.

Mwitikio uliozingatiwa na Liesegang ulilingana na mlinganyo (ulioandikwa kwa ufupi wa umbo la ioni):

Katika suluhisho la dichromate (au chromate), usawa umeanzishwa kati ya anions

, kulingana na majibu ya mazingira. Kwa sababu kromati ya silver(VI) haina mumunyifu kidogo kuliko silver(VI) dichromate, inaleta mvua.

Alifanya jaribio la kwanza kuelezea jambo lililozingatiwa. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), mshindi wa Tuzo ya Nobel ya Kemia mwaka wa 1909. Mkemia wa kimwili wa Ujerumani alisema kwamba unyevu unahitaji upenyezaji wa juu wa mmumunyo ili kuunda viini vya fuwele. Kwa upande mwingine, uundaji wa pete unahusishwa na uzushi wa kuenea kwa ions katika kati ambayo inazuia harakati zao (gelatin). Mchanganyiko wa kemikali kutoka kwenye safu ya maji huingia ndani ya safu ya gelatin. Ioni za kitendanishi "kilichonaswa" hutumiwa kuunda mvua. katika gelatin, ambayo inaongoza kwa kupungua kwa maeneo mara moja karibu na sediment (ions huenea kwa mwelekeo wa kupungua kwa mkusanyiko).

Liesegang pete katika vitro

Kwa sababu ya kutowezekana kwa usawazishaji wa haraka wa viwango kwa convection (mchanganyiko wa suluhisho), je, reagent kutoka safu ya maji hugongana na mkoa mwingine na mkusanyiko wa kutosha wa ioni zilizomo kwenye gelatin, kwa umbali fulani tu kutoka kwa safu iliyotengenezwa tayari? jambo hilo hurudiwa mara kwa mara. Kwa hivyo, pete za Liesegang huundwa kama matokeo ya mmenyuko wa mvua unaofanywa chini ya hali ya uchanganyaji mgumu wa vitendanishi. Je, unaweza kuelezea muundo wa tabaka la baadhi ya madini kwa njia sawa? Mtawanyiko wa ioni hutokea katika katikati mnene wa magma kuyeyuka.

Dunia hai ya pete pia ni matokeo ya rasilimali ndogo. Mzunguko wa shetani? linajumuisha uyoga (tangu nyakati za zamani ilikuwa kuchukuliwa kuwa athari ya hatua ya "pepo wabaya"), hutokea kwa njia rahisi. Mycelium inakua kwa pande zote (chini ya ardhi, miili ya matunda tu inaonekana juu ya uso). Baada ya muda, udongo unakuwa sterilized katikati? mycelium hufa, inabaki tu kwenye pembeni, na kutengeneza muundo wa umbo la pete. Matumizi ya rasilimali za chakula katika maeneo fulani ya mazingira yanaweza pia kuelezea muundo wa pete wa makoloni ya bakteria na mold.

Majaribio na Liesegang pete zinaweza kufanywa nyumbani (mfano wa jaribio umeelezwa katika makala; kwa kuongeza, katika toleo la 8/2006 la Młodego Technika, Stefan Sienkowski aliwasilisha jaribio la awali la Liesegang). Walakini, inafaa kulipa kipaumbele kwa wajaribu kwa vidokezo kadhaa. Kinadharia, pete za Liesegang zinaweza kuunda katika mmenyuko wowote wa mvua (wengi wao haujaelezewa katika fasihi, kwa hivyo tunaweza kuwa waanzilishi!), Lakini sio zote husababisha athari inayotaka na karibu mchanganyiko wote unaowezekana wa vitendanishi katika gelatin na suluhisho la maji (iliyopendekezwa na mwandishi, uzoefu utakuwa mzuri).

mold juu ya matunda

Kumbuka kwamba gelatin ni protini na imevunjwa na baadhi ya reagents (basi safu ya gel haijaundwa). Pete zilizotamkwa zaidi zinapaswa kupatikana kwa kutumia zilizopo za majaribio ndogo iwezekanavyo (mirija ya glasi iliyofungwa pia inaweza kutumika). Uvumilivu ni muhimu, hata hivyo, kama majaribio mengine yanatumia muda mwingi (lakini ni thamani ya kusubiri; pete zilizoundwa vizuri ni rahisi? Nzuri!).

Ingawa uzushi wa ubunifu Liesegang pete inaweza kuonekana kwetu kuwa ni udadisi wa kemikali tu (hawaitaji shuleni), imeenea sana katika asili. Je, jambo lililotajwa katika makala ni mfano wa jambo pana zaidi? athari za kemikali za oscillatory wakati mabadiliko ya mara kwa mara katika mkusanyiko wa substrate hutokea. Liesegang pete ni matokeo ya mabadiliko haya katika nafasi. Ya kufurahisha pia ni athari zinazoonyesha mabadiliko ya viwango wakati wa mchakato, kwa mfano, mabadiliko ya mara kwa mara katika viwango vya vitendanishi vya glycolysis, uwezekano mkubwa, msingi wa saa ya kibaolojia ya viumbe hai.

Tazama uzoefu:

Kemia kwenye wavuti

?Kuzimu? Mtandao una tovuti nyingi ambazo zinaweza kupendeza kwa mwanakemia. Hata hivyo, tatizo linaloongezeka ni wingi wa data zilizochapishwa, wakati mwingine pia za ubora wa kutiliwa shaka. Sivyo? itanukuu hapa utabiri mzuri wa Stanislav Lem, ambaye zaidi ya miaka 40 iliyopita katika kitabu chake ?? ilitangaza kwamba upanuzi wa rasilimali za habari wakati huo huo unapunguza upatikanaji wao.

Kwa hiyo, katika kona ya kemia kuna sehemu ambayo anwani na maelezo ya maeneo ya "kemikali" ya kuvutia zaidi yatachapishwa. Inahusiana na makala ya leo? anwani zinazoelekea kwenye tovuti zinazoelezea pete za Liesegang.

Kazi asili ya F. F. Runge katika mfumo wa dijitali (faili ya PDF yenyewe inapatikana kwa kupakuliwa katika anwani iliyofupishwa: http://tinyurl.com/38of2mv):

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

Tovuti iliyo na anwani http://www.insilico.hu/liesegang/index.html ni muunganisho halisi wa maarifa kuhusu pete za Liesegang? historia ya ugunduzi, nadharia za elimu na picha nyingi.

Na hatimaye, kitu maalum? filamu inayoonyesha uundaji wa pete ya Ag₂CrO₄, kazi ya mwanafunzi wa Kipolandi, rika la wasomaji wa MT. Bila shaka, ilichapishwa kwenye YouTube:

Inafaa pia kutumia injini ya utaftaji (haswa ya picha) kwa kuingiza maneno muhimu ndani yake: "Pete za Liesegang", "Bendi za Liesegang" au "pete za Liesegang".

Katika suluhisho la dichromate (au chromate), usawa umeanzishwa kati ya anions

na, kulingana na majibu ya mazingira. Kwa sababu kromati ya silver(VI) haina mumunyifu kidogo kuliko silver(VI) dichromate, inaleta mvua.

Jaribio la kwanza la kueleza jambo lililoonwa lilifanywa na Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), mshindi wa Tuzo ya Nobel ya Kemia mwaka wa 1909. Mkemia wa kimwili wa Ujerumani alisema kwamba unyevu unahitaji upenyezaji wa juu wa mmumunyo ili kuunda viini vya fuwele. Kwa upande mwingine, uundaji wa pete unahusishwa na uzushi wa kuenea kwa ions katika kati ambayo inazuia harakati zao (gelatin). Mchanganyiko wa kemikali kutoka kwenye safu ya maji huingia ndani ya safu ya gelatin. Ioni za kitendanishi "kilichonaswa" hutumiwa kuunda mvua. katika gelatin, ambayo inaongoza kwa kupungua kwa maeneo mara moja karibu na sediment (ions huenea kwa mwelekeo wa kupungua kwa mkusanyiko). Kwa sababu ya kutowezekana kwa usawazishaji wa haraka wa viwango kwa convection (mchanganyiko wa suluhisho), reagent kutoka safu ya maji hugongana na mkoa mwingine na mkusanyiko wa kutosha wa ioni zilizomo kwenye gelatin, kwa umbali tu kutoka kwa safu iliyotengenezwa tayari? jambo hilo hurudiwa mara kwa mara. Kwa hivyo, pete za Liesegang huundwa kama matokeo ya mmenyuko wa mvua unaofanywa chini ya hali ya uchanganyaji mgumu wa vitendanishi. Je, unaweza kueleza uundaji wa muundo wa tabaka wa baadhi ya madini kwa njia sawa? Mtawanyiko wa ioni hutokea katika katikati mnene wa magma kuyeyuka.

Dunia hai ya pete pia ni matokeo ya rasilimali ndogo. Mzunguko wa shetani? linajumuisha uyoga (tangu nyakati za zamani ilikuwa kuchukuliwa kuwa athari ya hatua ya "pepo wabaya"), hutokea kwa njia rahisi. Mycelium inakua kwa pande zote (chini ya ardhi, miili ya matunda tu inaonekana juu ya uso). Baada ya muda, udongo unakuwa sterilized katikati? mycelium hufa, inabaki tu kwenye pembeni, na kutengeneza muundo wa umbo la pete. Matumizi ya rasilimali za chakula katika maeneo fulani ya mazingira yanaweza pia kuelezea muundo wa pete wa makoloni ya bakteria na mold.

Majaribio ya pete za Liesegang yanaweza kufanywa nyumbani (mfano wa jaribio umeelezwa katika makala; kwa kuongeza, katika toleo la Młodego Technika la tarehe 8/2006, Stefan Sienkowski aliwasilisha jaribio la awali la Liesegang). Walakini, inafaa kulipa kipaumbele kwa wajaribu kwa vidokezo kadhaa. Kinadharia, pete za Liesegang zinaweza kuunda katika mmenyuko wowote wa mvua (wengi wao haujaelezewa katika fasihi, kwa hivyo tunaweza kuwa waanzilishi!), Lakini sio zote husababisha athari inayotaka na karibu mchanganyiko wote unaowezekana wa vitendanishi katika gelatin na suluhisho la maji (iliyopendekezwa na mwandishi, uzoefu utakuwa mzuri). Kumbuka kwamba gelatin ni protini na imevunjwa na baadhi ya reagents (basi safu ya gel haijaundwa). Pete zilizotamkwa zaidi zinapaswa kupatikana kwa kutumia zilizopo za majaribio ndogo iwezekanavyo (mirija ya glasi iliyofungwa pia inaweza kutumika). Uvumilivu ni muhimu, hata hivyo, kama majaribio mengine yanatumia muda mwingi (lakini ni thamani ya kusubiri; pete zilizoundwa vizuri ni rahisi? Nzuri!).

Ingawa malezi ya pete ya Liesegang inaweza kuonekana kama udadisi wa kemikali (haijatajwa shuleni), imeenea sana katika asili. Je, jambo lililotajwa katika makala ni mfano wa jambo pana zaidi? athari za kemikali za oscillatory wakati mabadiliko ya mara kwa mara katika mkusanyiko wa substrate hutokea. Pete za Liesegang ni matokeo ya mabadiliko haya katika nafasi. Ya kufurahisha pia ni athari zinazoonyesha mabadiliko ya viwango wakati wa mchakato, kwa mfano, mabadiliko ya mara kwa mara katika viwango vya vitendanishi vya glycolysis, uwezekano mkubwa, msingi wa saa ya kibaolojia ya viumbe hai.

zp8497586rq