แหวนลีเซกัง? การสร้างสรรค์อันน่าทึ่งของธรรมชาติ

"วงกลมแห่งปีศาจ"

โปรดดูภาพถ่ายบางส่วนที่แสดงสิ่งมีชีวิตและตัวอย่างธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต: ฝูงแบคทีเรียบนอาหารเลี้ยงเชื้อวุ้น ราที่เติบโตบนผลไม้ เชื้อราบนสนามหญ้าในเมือง และแร่ธาตุ - หินโมรา มาลาไคต์ หินทราย รายการทั้งหมดมีอะไรเหมือนกัน? นี่คือโครงสร้างซึ่งประกอบด้วยวงกลมศูนย์กลาง นักเคมีเรียกพวกเขาว่า แหวนลีเซกัง.

ชื่อของโครงสร้างเหล่านี้มาจากชื่อของผู้ค้นพบ? Raphael Edouard Liesegang แม้ว่าเขาจะไม่ใช่คนแรกที่อธิบายถึงสิ่งเหล่านี้ สิ่งนี้ทำขึ้นในปี พ.ศ. 1855 โดย Friedlieb Ferdinand Runge ผู้ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องในการดำเนินปฏิกิริยาเคมีบนกระดาษกรอง สร้างสรรค์โดยนักเคมีชาวเยอรมัน ?ภาพที่ปลูกเอง? () ถือได้ว่าเป็นวงแหวน Liesegang วงแรกที่ได้รับอย่างแน่นอน และวิธีการเตรียมคือโครมาโตกราฟีกระดาษ อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้ไม่ได้ถูกค้นพบในโลกแห่งวิทยาศาสตร์? Runge ดำเนินการก่อนกำหนดครึ่งศตวรรษ (นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซีย Mikhail Semyonovich Tsvet ซึ่งทำงานในวอร์ซอว์เมื่อต้นศตวรรษที่ XNUMX เป็นผู้ประดิษฐ์โครมาโตกราฟีที่มีชื่อเสียง) นี่ไม่ใช่กรณีแรกในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ เพราะแม้แต่การค้นพบก็ต้อง "มาตรงเวลา"

ราฟาเอล เอดูอาร์ด ลีเซกัง (1869-1947)? นักเคมีชาวเยอรมันและผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมการถ่ายภาพ ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ เขาศึกษาเคมีของคอลลอยด์และวัสดุการถ่ายภาพ เขามีชื่อเสียงในด้านการค้นพบโครงสร้างที่เรียกว่าวงแหวน Liesegang

ชื่อเสียงของผู้ค้นพบได้รับโดย R. E. Liesegang ผู้ซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากสถานการณ์ต่างๆ ร่วมกัน (ไม่ใช่ครั้งแรกในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ด้วย?) ในปี พ.ศ. 1896 เขาทำผลึกซิลเวอร์ไนเตรต AgNO ตก₃ บนแผ่นกระจกเคลือบสารละลายโปแตสเซียมไดโครเมต (VI) K₂Cr₂O₇ ในเจลาติน (ลีเซกังสนใจการถ่ายภาพ และยังคงใช้ไดโครเมตในเทคนิคที่เรียกว่าเทคนิคชั้นสูงของการถ่ายภาพคลาสสิก เช่น เทคนิคยางและโบรมีน) วงกลมจุดศูนย์กลางของการตกตะกอนสีน้ำตาลของโครเมตเงิน (VI)Ag ก่อตัวขึ้นรอบๆ ผลึกลาพิสลาซูลี₂โครมันยอง₄ สนใจนักเคมีชาวเยอรมัน นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มการศึกษาปรากฏการณ์ที่สังเกตได้อย่างเป็นระบบ และในที่สุด วงแหวนก็ถูกตั้งชื่อตามเขา

ปฏิกิริยาที่ Liesegang สังเกตพบนั้นสอดคล้องกับสมการ (เขียนในรูปแบบไอออนิกแบบย่อ):

ในสารละลายไดโครเมต (หรือโครเมต) จะเกิดความสมดุลระหว่างแอนไอออน

แล้วแต่ปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อม เนื่องจากซิลเวอร์โครเมต (VI) ละลายได้น้อยกว่าไดโครเมตซิลเวอร์ (VI) จึงตกตะกอน

เขาพยายามอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้เป็นครั้งแรก วิลเฮล์ม ฟรีดริช ออสต์วาลด์ (1853-1932) ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 1909 นักเคมีกายภาพชาวเยอรมันกล่าวว่าการตกตะกอนต้องการความอิ่มตัวของสารละลายยิ่งยวดเพื่อสร้างนิวเคลียสการตกผลึก ในทางกลับกัน การก่อตัวของวงแหวนนั้นสัมพันธ์กับปรากฏการณ์การแพร่กระจายของไอออนในตัวกลางที่ป้องกันการเคลื่อนที่ของพวกมัน (เจลาติน) สารเคมีจากชั้นน้ำแทรกซึมลึกเข้าไปในชั้นเจลาติน ไอออนของรีเอเจนต์ที่ "ติดอยู่" ถูกใช้เพื่อสร้างตะกอน ในเจลาตินซึ่งนำไปสู่การพร่องของพื้นที่ที่อยู่ติดกับตะกอนทันที (ไอออนกระจายไปในทิศทางของความเข้มข้นที่ลดลง)

Liesegang แหวนในหลอดทดลอง

เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะปรับสมดุลอย่างรวดเร็วของความเข้มข้นโดยการพาความร้อน (การผสมของสารละลาย) น้ำยาจากชั้นที่เป็นน้ำจะชนกับบริเวณอื่นที่มีความเข้มข้นสูงเพียงพอของไอออนที่มีอยู่ในเจลาตินในระยะที่กำหนดจากชั้นที่เกิดขึ้นแล้วหรือไม่? ปรากฏการณ์ซ้ำเป็นระยะ ดังนั้น วงแหวน Liesegang จึงเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการตกตะกอนภายใต้สภาวะของการผสมสารทำปฏิกิริยาได้ยาก คุณสามารถอธิบายโครงสร้างชั้นของแร่ธาตุบางชนิดในลักษณะเดียวกันได้หรือไม่? การแพร่กระจายของไอออนเกิดขึ้นในตัวกลางที่หนาแน่นของแมกมาหลอมเหลว

โลกของสิ่งมีชีวิตที่ล้อมรอบนั้นเป็นผลมาจากทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด วงกลมปีศาจ? ประกอบด้วยเห็ด (จากกาลเวลาถือว่าเป็นร่องรอยของการกระทำของ "วิญญาณชั่วร้าย") มันเกิดขึ้นในลักษณะที่เรียบง่าย ไมซีเลียมเติบโตในทุกทิศทาง (ใต้พื้นดินมองเห็นเฉพาะผลที่มองเห็นได้บนพื้นผิว) สักพักดินจะฆ่าเชื้อตรงกลาง? ไมซีเลียมตายไป เหลืออยู่เพียงรอบนอกเท่านั้น ก่อเป็นโครงสร้างรูปวงแหวน การใช้ทรัพยากรอาหารในบางพื้นที่ของสิ่งแวดล้อมสามารถอธิบายโครงสร้างวงแหวนของแบคทีเรียและเชื้อราได้

การทดลองกับ แหวนลีเซกัง พวกเขาสามารถทำได้ที่บ้าน (ตัวอย่างของการทดลองอธิบายไว้ในบทความนอกจากนี้ในฉบับที่ 8/2006 ของMłodego Technika Stefan Sienkowski นำเสนอการทดลองดั้งเดิมของ Liesegang) อย่างไรก็ตาม ควรให้ความสนใจกับผู้ทดลองในหลายประเด็น ในทางทฤษฎี วงแหวนลีเซกังสามารถเกิดขึ้นได้ในปฏิกิริยาการตกตะกอนใดๆ (ส่วนใหญ่ไม่ได้อธิบายไว้ในวรรณกรรม ดังนั้นเราจึงสามารถเป็นผู้บุกเบิกได้!) แต่ไม่ใช่ทุกวงจะนำไปสู่ผลตามที่ต้องการและการรวมรีเอเจนต์ที่เป็นไปได้เกือบทั้งหมดในเจลาตินและ สารละลายน้ำ (แนะนำโดยผู้เขียนประสบการณ์จะดี)

ปั้นบนผลไม้

จำไว้ว่าเจลาตินเป็นโปรตีนและถูกรีเอเจนต์สลายตัว (จากนั้นชั้นเจลจะไม่เกิด) ควรมีวงแหวนที่เด่นชัดมากขึ้นโดยใช้หลอดทดลองที่มีขนาดเล็กที่สุด (สามารถใช้หลอดแก้วที่ปิดสนิทได้) อย่างไรก็ตาม ความอดทนเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากการทดลองบางอย่างใช้เวลานานมาก (แต่ก็คุ้มค่าแก่การรอ แหวนที่มีรูปร่างดีนั้นง่าย? สวยงาม!)

แม้ว่าปรากฏการณ์ความคิดสร้างสรรค์ แหวนลีเซกัง อาจดูเหมือนเราเป็นเพียงความอยากรู้ทางเคมี (พวกเขาไม่ได้กล่าวถึงในโรงเรียน) มันเป็นเรื่องธรรมดามาก ปรากฏการณ์ที่กล่าวถึงในบทความเป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์ที่กว้างกว่ามากหรือไม่ ปฏิกิริยาการแกว่งทางเคมีในระหว่างที่การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นเกิดขึ้นเป็นระยะ แหวนลีเซกัง เป็นผลมาจากความผันผวนเหล่านี้ในอวกาศ สิ่งที่น่าสนใจก็คือปฏิกิริยาที่แสดงความผันผวนของความเข้มข้นในระหว่างกระบวนการ เช่น การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ในความเข้มข้นของรีเอเจนต์ไกลโคไลซิส ซึ่งมีแนวโน้มสูงที่สุดว่าจะอยู่ภายใต้นาฬิกาชีวภาพของสิ่งมีชีวิต

ดูประสบการณ์:

เคมีในเว็บ

?เหว? อินเทอร์เน็ตมีไซต์มากมายที่นักเคมีอาจสนใจ อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่เพิ่มขึ้นคือข้อมูลที่เผยแพร่มากเกินไป บางครั้งคุณภาพก็น่าสงสัยเช่นกัน ไม่? จะพูดคำทำนายที่ยอดเยี่ยมของ Stanislav Lem ที่นี่ซึ่งมากกว่า 40 ปีที่แล้วในหนังสือของเขา ?? ประกาศว่าการขยายทรัพยากรข้อมูลพร้อมกันจำกัดความพร้อมของพวกเขา

ดังนั้นในมุมของวิชาเคมีจะมีหัวข้อที่จะเผยแพร่ที่อยู่และคำอธิบายของไซต์ "เคมี" ที่น่าสนใจที่สุด เกี่ยวข้องกับบทความของวันนี้? ที่อยู่ที่นำไปสู่ไซต์ที่อธิบายถึงวงแหวน Liesegang

งานต้นฉบับของ F.F. Runge ในรูปแบบดิจิทัล (ไฟล์ PDF นั้นสามารถดาวน์โหลดได้ตามที่อยู่แบบย่อ: http://tinyurl.com/38of2mv):

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

เว็บไซต์ที่มีที่อยู่ http://www.insilico.hu/liesegang/index.html เป็นบทสรุปของความรู้เกี่ยวกับแหวน Liesegang อย่างแท้จริงหรือไม่? ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ ทฤษฎีการศึกษา และภาพถ่ายมากมาย

และสุดท้าย มีอะไรพิเศษ? ฟิล์มแสดงการก่อตัวของวงแหวนตกตะกอน₂โครมันยอง₄, ผลงานของนักเรียนโปแลนด์, เพื่อนร่วมงานของผู้อ่าน MT แน่นอนโพสต์บน YouTube:

นอกจากนี้ยังควรใช้เสิร์ชเอ็นจิ้น (โดยเฉพาะกราฟิก) โดยการป้อนคำหลักที่เหมาะสมลงไป: "วงแหวน Liesegang", "วงดนตรี Liesegang" หรือเพียงแค่ "วงแหวน Liesegang"

ในสารละลายไดโครเมต (หรือโครเมต) จะเกิดความสมดุลระหว่างแอนไอออน

และขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อม เนื่องจากซิลเวอร์โครเมต (VI) ละลายได้น้อยกว่าไดโครเมตซิลเวอร์ (VI) จึงตกตะกอน

ความพยายามครั้งแรกในการอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้เกิดขึ้นโดย Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932) ผู้ชนะรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1909 นักเคมีกายภาพชาวเยอรมันกล่าวว่าการตกตะกอนต้องการความอิ่มตัวของสารละลายยิ่งยวดเพื่อสร้างนิวเคลียสการตกผลึก ในทางกลับกัน การก่อตัวของวงแหวนนั้นสัมพันธ์กับปรากฏการณ์การแพร่กระจายของไอออนในตัวกลางที่ป้องกันการเคลื่อนที่ของพวกมัน (เจลาติน) สารเคมีจากชั้นน้ำแทรกซึมลึกเข้าไปในชั้นเจลาติน ไอออนของรีเอเจนต์ที่ "ติดอยู่" ถูกใช้เพื่อสร้างตะกอน ในเจลาตินซึ่งนำไปสู่การพร่องของพื้นที่ที่อยู่ติดกับตะกอนทันที (ไอออนกระจายไปในทิศทางของความเข้มข้นที่ลดลง) เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะปรับสมดุลความเข้มข้นอย่างรวดเร็วโดยการพาความร้อน (การผสมของสารละลาย) น้ำยาจากชั้นที่เป็นน้ำจะชนกับบริเวณอื่นที่มีความเข้มข้นสูงเพียงพอของไอออนที่มีอยู่ในเจลาตินในระยะห่างจากชั้นที่เกิดขึ้นแล้วเท่านั้น? ปรากฏการณ์ซ้ำเป็นระยะ ดังนั้น วงแหวน Liesegang จึงเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการตกตะกอนภายใต้สภาวะของการผสมสารทำปฏิกิริยาได้ยาก คุณสามารถอธิบายการก่อตัวของโครงสร้างชั้นของแร่ธาตุบางชนิดในลักษณะเดียวกันได้หรือไม่? การแพร่กระจายของไอออนเกิดขึ้นในตัวกลางที่หนาแน่นของแมกมาหลอมเหลว

โลกของสิ่งมีชีวิตที่ล้อมรอบนั้นเป็นผลมาจากทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด วงกลมปีศาจ? ประกอบด้วยเห็ด (จากกาลเวลาถือว่าเป็นร่องรอยของการกระทำของ "วิญญาณชั่วร้าย") มันเกิดขึ้นในลักษณะที่เรียบง่าย ไมซีเลียมเติบโตในทุกทิศทาง (ใต้พื้นดินมองเห็นเฉพาะผลที่มองเห็นได้บนพื้นผิว) สักพักดินจะฆ่าเชื้อตรงกลาง? ไมซีเลียมตายไป เหลืออยู่เพียงรอบนอกเท่านั้น ก่อเป็นโครงสร้างรูปวงแหวน การใช้ทรัพยากรอาหารในบางพื้นที่ของสิ่งแวดล้อมสามารถอธิบายโครงสร้างวงแหวนของแบคทีเรียและเชื้อราได้

การทดลองกับแหวน Liesegang สามารถทำได้ที่บ้าน (ตัวอย่างของการทดลองอธิบายไว้ในบทความ นอกจากนี้ ในฉบับของ Młodego Technika ลงวันที่ 8/2006 Stefan Sienkowski นำเสนอการทดลอง Liesegang ดั้งเดิม) อย่างไรก็ตาม ควรให้ความสนใจกับผู้ทดลองในหลายประเด็น ในทางทฤษฎี วงแหวนลีเซกังสามารถเกิดขึ้นได้ในปฏิกิริยาการตกตะกอนใดๆ (ส่วนใหญ่ไม่ได้อธิบายไว้ในวรรณกรรม ดังนั้นเราจึงสามารถเป็นผู้บุกเบิกได้!) แต่ไม่ใช่ทุกวงจะนำไปสู่ผลตามที่ต้องการและการรวมรีเอเจนต์ที่เป็นไปได้เกือบทั้งหมดในเจลาตินและ สารละลายน้ำ (แนะนำโดยผู้เขียนประสบการณ์จะดี) จำไว้ว่าเจลาตินเป็นโปรตีนและถูกรีเอเจนต์สลายตัว (จากนั้นชั้นเจลจะไม่เกิด) ควรมีวงแหวนที่เด่นชัดมากขึ้นโดยใช้หลอดทดลองที่มีขนาดเล็กที่สุด (สามารถใช้หลอดแก้วที่ปิดสนิทได้) อย่างไรก็ตาม ความอดทนเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากการทดลองบางอย่างใช้เวลานานมาก (แต่ก็คุ้มค่าแก่การรอ แหวนที่มีรูปร่างดีนั้นง่าย? สวยงาม!)

แม้ว่าการก่อตัวของวงแหวน Liesegang อาจดูเหมือนเป็นความอยากรู้ทางเคมี (ไม่ได้กล่าวถึงในโรงเรียน) แต่ก็แพร่หลายในธรรมชาติ ปรากฏการณ์ที่กล่าวถึงในบทความเป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์ที่กว้างกว่ามากหรือไม่ ปฏิกิริยาการแกว่งทางเคมีในระหว่างที่การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นเกิดขึ้นเป็นระยะ วงแหวน Liesegang เป็นผลมาจากความผันผวนในอวกาศ สิ่งที่น่าสนใจก็คือปฏิกิริยาที่แสดงความผันผวนของความเข้มข้นในระหว่างกระบวนการ เช่น การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ในความเข้มข้นของรีเอเจนต์ไกลโคไลซิส ซึ่งมีแนวโน้มสูงที่สุดว่าจะอยู่ภายใต้นาฬิกาชีวภาพของสิ่งมีชีวิต

zp8497586rq