Anelli Liesegang? affascinanti creazioni della natura
"Il cerchio del diavolo"
Si prega di guardare alcune fotografie che mostrano organismi viventi e campioni di natura inanimata: una colonia di batteri su un terreno agarizzato, una muffa che cresce su frutti, funghi su un prato cittadino e minerali - agata, malachite, arenaria. Cosa hanno in comune tutti gli oggetti? Questa è la loro struttura, costituita da cerchi concentrici (più o meno definiti). Li chiamano i chimici Anelli Liesegang.
Il nome di queste strutture deriva dal nome dello scopritore? Raphael Edouard Liesegang, sebbene non sia stato il primo a descriverli. Ciò fu fatto nel 1855 da Friedlieb Ferdinand Runge, che si occupò, tra l'altro, dell'esecuzione di reazioni chimiche su carta da filtro. Creato da un chimico tedesco?Immagini autoprodotte? () possono certamente essere considerati i primi anelli di Liesegang ottenuti, e il metodo della loro preparazione è la cromatografia su carta. Tuttavia, la scoperta non è stata notata nel mondo della scienza? Runge lo ha fatto mezzo secolo prima del previsto (il botanico russo Mikhail Semyonovich Tsvet, che ha lavorato a Varsavia all'inizio del XX secolo, è un noto inventore della cromatografia). Ebbene, questo non è il primo caso del genere nella storia della scienza; perché anche le scoperte devono "arrivare puntuali".
Raphael Eduard Liesegang (1869-1947)? Chimico e imprenditore tedesco nel settore della fotografia. Come scienziato, ha studiato la chimica dei colloidi e dei materiali fotografici. Era famoso per aver scoperto strutture conosciute come anelli di Liesegang.
La fama dello scopritore è stata guadagnata da R. E. Liesegang, che è stato aiutato da una combinazione di circostanze (anche non per la prima volta nella storia della scienza?). Nel 1896 lasciò cadere un cristallo di nitrato d'argento AgNO.3 su lastra di vetro rivestita con una soluzione di bicromato di potassio (VI) K2Cr2O7 nella gelatina (Liesegang era interessato alla fotografia, e i dicromati sono ancora usati nelle cosiddette tecniche nobili della fotografia classica, ad esempio nella tecnica della gomma e del bromo). Cerchi concentrici di precipitato marrone di cromato d'argento(VI)Ag formati attorno a un cristallo di lapislazzuli.2CrO4 interessava il chimico tedesco. Lo scienziato iniziò uno studio sistematico del fenomeno osservato e quindi gli anelli furono infine intitolati a lui.
La reazione osservata da Liesegang corrispondeva all'equazione (scritta in forma ionica abbreviata):
In una soluzione di dicromato (o cromato), si stabilisce un equilibrio tra gli anioni
, a seconda della reazione dell'ambiente. Poiché il cromato d'argento (VI) è meno solubile del dicromato d'argento (VI), precipita.
Fece il primo tentativo di spiegare il fenomeno osservato. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), vincitore nel 1909 del Premio Nobel per la Chimica. Il chimico fisico tedesco ha affermato che la precipitazione richiede la sovrasaturazione della soluzione per formare nuclei di cristallizzazione. La formazione di anelli è invece associata al fenomeno della diffusione degli ioni in un mezzo che ne impedisce il movimento (gelatina). Il composto chimico dello strato d'acqua penetra in profondità nello strato di gelatina. Gli ioni del reagente "intrappolato" vengono utilizzati per formare un precipitato. in gelatina, che porta all'esaurimento delle aree immediatamente adiacenti al sedimento (gli ioni si diffondono in direzione di concentrazione decrescente).
Anelli di Liesegang in vitro
A causa dell'impossibilità di una rapida equalizzazione delle concentrazioni per convezione (miscelazione di soluzioni), il reagente dello strato acquoso si scontra con un'altra regione con una concentrazione sufficientemente alta di ioni contenuti nella gelatina, solo a una certa distanza dallo strato già formato? il fenomeno si ripete periodicamente. Pertanto, gli anelli di Liesegang si formano a seguito della reazione di precipitazione condotta in condizioni di difficile miscelazione dei reagenti. Puoi spiegare la struttura a strati di alcuni minerali in modo simile? La diffusione degli ioni avviene in un mezzo denso di magma fuso.
Il mondo vivente inanellato è anche il risultato di risorse limitate. Cerchio del diavolo? composta da funghi (da tempo immemorabile era considerata traccia dell'azione degli "spiriti maligni"), nasce in modo semplice. Il micelio cresce in tutte le direzioni (sotto terra sono visibili solo i corpi fruttiferi in superficie). Dopo un po', il terreno si sterilizza al centro? il micelio muore, rimanendo solo alla periferia, formando una struttura a forma di anello. L'uso delle risorse alimentari in determinate aree dell'ambiente può anche spiegare la struttura ad anello delle colonie di batteri e muffe.
esperimenti Anelli Liesegang possono essere eseguiti a casa (un esempio di esperimento è descritto nell'articolo; inoltre, nel numero 8/2006 di Młodego Technika, Stefan Sienkowski ha presentato l'esperimento originale di Liesegang). Tuttavia, vale la pena prestare l'attenzione degli sperimentatori a diversi punti. Teoricamente, gli anelli di Liesegang possono formarsi in qualsiasi reazione di precipitazione (la maggior parte di essi non è descritta in letteratura, quindi possiamo diventare dei pionieri!), ma non tutti portano all'effetto desiderato e quasi tutte le possibili combinazioni di reagenti in gelatina e soluzione acquosa (suggerito dall'autore, l'esperienza sarà buona).
muffa sulla frutta
Ricorda che la gelatina è una proteina ed è scomposta da alcuni reagenti (quindi non si forma uno strato di gel). Anelli più pronunciati dovrebbero essere ottenuti utilizzando provette il più piccole possibile (si possono utilizzare anche provette di vetro sigillate). La pazienza è fondamentale, tuttavia, poiché alcuni esperimenti richiedono molto tempo (ma vale la pena aspettare; gli anelli ben formati sono facili? Bellissimi!).
Anche se il fenomeno della creatività Anelli Liesegang può sembrarci solo una curiosità chimica (non se ne parla nelle scuole), è molto diffusa in natura. Il fenomeno citato nell'articolo è un esempio di un fenomeno molto più ampio? reazioni chimiche oscillatorie durante le quali si verificano variazioni periodiche della concentrazione del substrato. Anelli Liesegang sono il risultato di queste fluttuazioni nello spazio. Di interesse sono anche le reazioni che dimostrano fluttuazioni delle concentrazioni durante il processo, ad esempio cambiamenti periodici nelle concentrazioni dei reagenti della glicolisi, molto probabilmente, sono alla base dell'orologio biologico degli organismi viventi.
Vedi esperienza:
La chimica sul web
?Abisso? Internet contiene molti siti che potrebbero interessare un chimico. Tuttavia, un problema crescente è la sovrabbondanza di dati pubblicati, a volte anche di dubbia qualità. Non? citerò qui le brillanti previsioni di Stanislav Lem, che più di 40 anni fa nel suo libro ?? ha affermato che l'espansione delle risorse informative limita contemporaneamente la loro disponibilità.
Pertanto, nell'angolo della chimica c'è una sezione in cui verranno pubblicati indirizzi e descrizioni dei siti "chimici" più interessanti. Collegato all'articolo di oggi? indirizzi che portano a siti che descrivono gli anelli di Liesegang.
L'opera originale di F. F. Runge in forma digitale (il file PDF stesso è disponibile per il download all'indirizzo abbreviato: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
Sito web con indirizzo http://www.insilico.hu/liesegang/index.html è un vero e proprio compendio di conoscenze sugli anelli Liesegang? la storia della scoperta, le teorie dell'educazione e molte fotografie.
E infine, qualcosa di speciale? film che mostra la formazione dell'anello di precipitazione Ag2CrO4, il lavoro di uno studente polacco, un pari di lettori di MT. Ovviamente postato su YouTube:
Vale anche la pena utilizzare un motore di ricerca (soprattutto grafico) inserendo al suo interno le parole chiave appropriate: “Anelli Liesegang”, “Fasce Liesegang” o semplicemente “Anelli Liesegang”.
In una soluzione di dicromato (o cromato), si stabilisce un equilibrio tra gli anioni
e, a seconda della reazione dell'ambiente. Poiché il cromato d'argento (VI) è meno solubile del dicromato d'argento (VI), precipita.
Il primo tentativo di spiegare il fenomeno osservato fu fatto da Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), vincitore del Premio Nobel per la Chimica nel 1909. Il chimico fisico tedesco ha affermato che la precipitazione richiede la sovrasaturazione della soluzione per formare nuclei di cristallizzazione. La formazione di anelli è invece associata al fenomeno della diffusione degli ioni in un mezzo che ne impedisce il movimento (gelatina). Il composto chimico dello strato d'acqua penetra in profondità nello strato di gelatina. Gli ioni del reagente "intrappolato" vengono utilizzati per formare un precipitato. in gelatina, che porta all'esaurimento delle aree immediatamente adiacenti al sedimento (gli ioni si diffondono in direzione di concentrazione decrescente). A causa dell'impossibilità di una rapida equalizzazione delle concentrazioni per convezione (miscelazione di soluzioni), il reagente dello strato acquoso si scontra con un'altra regione con una concentrazione sufficientemente elevata di ioni contenuti nella gelatina, solo a distanza dallo strato già formato? il fenomeno si ripete periodicamente. Si formano così anelli di Liesegang a seguito della reazione di precipitazione condotta in condizioni di difficile miscelazione dei reagenti. Puoi spiegare la formazione della struttura a strati di alcuni minerali in modo simile? La diffusione degli ioni avviene in un mezzo denso di magma fuso.
Il mondo vivente inanellato è anche il risultato di risorse limitate. Cerchio del diavolo? composta da funghi (da tempo immemorabile era considerata traccia dell'azione degli "spiriti maligni"), nasce in modo semplice. Il micelio cresce in tutte le direzioni (sotto terra sono visibili solo i corpi fruttiferi in superficie). Dopo un po', il terreno si sterilizza al centro? il micelio muore, rimanendo solo alla periferia, formando una struttura a forma di anello. L'uso delle risorse alimentari in determinate aree dell'ambiente può anche spiegare la struttura ad anello delle colonie di batteri e muffe.
Gli esperimenti con gli anelli Liesegang possono essere effettuati a casa (un esempio di esperimento è descritto nell'articolo; inoltre, nel numero di Młodego Technika dell'8/2006, Stefan Sienkowski ha presentato l'esperimento Liesegang originale). Tuttavia, vale la pena prestare l'attenzione degli sperimentatori a diversi punti. Teoricamente, gli anelli di Liesegang possono formarsi in qualsiasi reazione di precipitazione (la maggior parte di essi non è descritta in letteratura, quindi possiamo diventare dei pionieri!), ma non tutti portano all'effetto desiderato e quasi tutte le possibili combinazioni di reagenti in gelatina e soluzione acquosa (suggerito dall'autore, l'esperienza sarà buona). Ricorda che la gelatina è una proteina ed è scomposta da alcuni reagenti (quindi non si forma uno strato di gel). Anelli più pronunciati dovrebbero essere ottenuti utilizzando provette il più piccole possibile (si possono utilizzare anche provette di vetro sigillate). La pazienza è fondamentale, tuttavia, poiché alcuni esperimenti richiedono molto tempo (ma vale la pena aspettare; gli anelli ben formati sono facili? Bellissimi!).
Sebbene la formazione dell'anello di Liesegang possa sembrare una curiosità chimica (non è menzionata nelle scuole), è molto diffusa in natura. Il fenomeno citato nell'articolo è un esempio di un fenomeno molto più ampio? reazioni chimiche oscillatorie durante le quali si verificano variazioni periodiche della concentrazione del substrato. Gli anelli di Liesegang sono il risultato di queste fluttuazioni nello spazio. Di interesse sono anche le reazioni che dimostrano fluttuazioni delle concentrazioni durante il processo, ad esempio cambiamenti periodici nelle concentrazioni dei reagenti della glicolisi, molto probabilmente, sono alla base dell'orologio biologico degli organismi viventi.
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