حلقات Liesegang؟ إبداعات رائعة من الطبيعة
"دائرة الشيطان"
يرجى إلقاء نظرة على بعض الصور التي تظهر الكائنات الحية وعينات من الطبيعة غير الحية: مستعمرة من البكتيريا على وسط أجار ، وعفن ينمو على الفاكهة ، والفطريات في حديقة المدينة والمعادن - العقيق ، الملكيت ، الحجر الرملي. ما هو القاسم المشترك بين جميع العناصر؟ هذا هو هيكلها ، الذي يتكون من دوائر متحدة المركز (محددة جيدًا إلى حد ما). الكيميائيين يسمونها حلقات Liesegang.
اسم هذه الهياكل يأتي من اسم المكتشف؟ رافائيل إدوارد ليسغانغ ، رغم أنه لم يكن أول من وصفهم. تم القيام بذلك في عام 1855 من قبل فريدليب فرديناند رونج ، الذي شارك ، من بين أمور أخرى ، في إجراء تفاعلات كيميائية على ورق الترشيح. من صنع كيميائي ألماني؟ صور ذاتية؟ () يمكن بالتأكيد اعتبار حلقات Liesegang الأولى التي تم الحصول عليها ، وطريقة تحضيرها هي كروماتوغرافيا الورق. ومع ذلك ، لم يلاحظ الاكتشاف في عالم العلم؟ قام رونج بذلك قبل نصف قرن من الموعد المحدد (عالم النبات الروسي ميخائيل سيميونوفيتش تسفيت ، الذي عمل في وارسو في بداية القرن العشرين ، كان مخترعًا معروفًا للكروماتوغرافيا). حسنًا ، هذه ليست الحالة الأولى من نوعها في تاريخ العلم. حتى الاكتشافات يجب أن "تأتي في موعدها".
رافائيل إدوارد ليزغانغ (1869-1947)؟ كيميائي ورجل أعمال ألماني في صناعة التصوير الفوتوغرافي. كعالم ، درس كيمياء الغرويات والمواد الفوتوغرافية. اشتهر باكتشاف الهياكل المعروفة باسم حلقات Liesegang.
اكتسب شهرة المكتشف من قبل R.E.Liesegang ، الذي ساعده مجموعة من الظروف (أيضًا ليست المرة الأولى في تاريخ العلم؟). في عام 1896 ، أسقط بلورة من نترات الفضة AgNO.3 على لوح زجاجي مطلي بمحلول ثنائي كرومات البوتاسيوم (VI) K.2Cr2O7 في الجيلاتين (كان Liesegang مهتمًا بالتصوير الفوتوغرافي ، ولا تزال ثنائية الكرومات تستخدم في ما يسمى بالتقنيات النبيلة للتصوير الكلاسيكي ، على سبيل المثال ، في تقنية المطاط والبروم). دوائر متحدة المركز من الفضة المترسبة من كرومات Ag (VI) Ag المكونة حول بلورة اللازورد.2CRO4 مهتم بالصيدلي الألماني. بدأ العالم دراسة منهجية للظاهرة المرصودة ، وبالتالي تم تسمية الحلقات في النهاية باسمه.
رد الفعل الذي لاحظه Liesegang يتوافق مع المعادلة (مكتوبة في شكل أيوني مختصر):
في محلول ثنائي كرومات (أو كرومات) ، يتم إنشاء توازن بين الأنيونات
، اعتمادًا على رد فعل البيئة. لأن كرومات الفضة (VI) أقل قابلية للذوبان من ثنائي كرومات الفضة (VI) ، فإنه يترسب.
قام بالمحاولة الأولى لشرح الظاهرة المرصودة. فيلهلم فريدريش أوستوالد (1853-1932) ، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1909. ذكر الكيميائي الفيزيائي الألماني أن الترسيب يتطلب تشبعًا فائقًا للمحلول من أجل تكوين نوى التبلور. من ناحية أخرى ، يرتبط تكوين الحلقات بظاهرة انتشار الأيونات في وسط يمنع حركتها (الجيلاتين). المركب الكيميائي من طبقة الماء يخترق عمق طبقة الجيلاتين. يتم استخدام أيونات الكاشف "المحاصر" لتكوين راسب. في الجيلاتين ، مما يؤدي إلى استنفاد المناطق المجاورة مباشرة للرواسب (تنتشر الأيونات في اتجاه تناقص التركيز).
حلقات Liesegang في المختبر
بسبب استحالة الموازنة السريعة للتركيزات بالحمل الحراري (خلط المحاليل) ، هل يتصادم الكاشف من الطبقة المائية مع منطقة أخرى بتركيز عالٍ بدرجة كافية من الأيونات الموجودة في الجيلاتين ، فقط على مسافة معينة من الطبقة المكونة بالفعل؟ تتكرر هذه الظاهرة بشكل دوري. لذلك ، تتشكل حلقات Liesegang نتيجة لتفاعل الترسيب الذي يتم إجراؤه في ظل ظروف الخلط الصعب للكواشف. هل يمكنك شرح التركيب الطبقي لبعض المعادن بطريقة مماثلة؟ يحدث انتشار الأيونات في وسط كثيف من الصهارة المنصهرة.
عالم الأحياء الحلقية هو أيضًا نتيجة لمحدودية الموارد. دائرة الشيطان؟ يتكون من عيش الغراب (منذ زمن بعيد كان يعتبر أثرًا لعمل "الأرواح الشريرة") ، وهو ينشأ بطريقة بسيطة. تنمو الفطريات في جميع الاتجاهات (تحت الأرض ، تظهر فقط الأجسام الثمرية على السطح). بعد فترة ، تصبح التربة معقمة في الوسط؟ يموت الميسليوم ، ويبقى فقط على الأطراف ، ويشكل بنية على شكل حلقة. يمكن أن يفسر استخدام الموارد الغذائية في مناطق معينة من البيئة أيضًا البنية الحلقية للمستعمرات البكتيرية والعفن.
تجريب حلقات Liesegang يمكن إجراؤها في المنزل (تم وصف مثال لتجربة في المقالة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، في عدد 8/2006 من Młodego Technika ، قدم Stefan Sienkowski تجربة Liesegang الأصلية). ومع ذلك ، يجدر الانتباه إلى المجربين إلى عدة نقاط. من الناحية النظرية ، يمكن تشكيل حلقات Liesegang في أي تفاعل ترسيب (معظمها غير موصوف في الأدبيات ، لذلك يمكننا أن نصبح روادًا!) ، ولكن ليس كل منهم يؤدي إلى التأثير المطلوب وتقريبًا جميع التركيبات الممكنة من الكواشف في الجيلاتين و محلول مائي (اقترحه المؤلف ، ستكون التجربة جيدة).
العفن على الفاكهة
تذكر أن الجيلاتين هو بروتين ويتم تكسيره بواسطة بعض الكواشف (ثم لا تتشكل طبقة هلامية). يجب الحصول على حلقات أكثر وضوحًا باستخدام أنابيب اختبار صغيرة قدر الإمكان (يمكن أيضًا استخدام أنابيب زجاجية محكمة الغلق). ومع ذلك ، فإن الصبر أمر أساسي ، لأن بعض التجارب تستغرق وقتًا طويلاً (لكن الأمر يستحق الانتظار ؛ فالحلقات جيدة التشكيل سهلة؟ جميلة!).
بالرغم من ظاهرة الإبداع حلقات Liesegang قد يبدو لنا مجرد فضول كيميائي (لا يذكرونه في المدارس) ، فهو منتشر جدًا بطبيعته. هل الظاهرة المذكورة في المقال مثال على ظاهرة أوسع نطاقا؟ تفاعلات كيميائية متذبذبة تحدث خلالها تغيرات دورية في تركيز الركيزة. حلقات Liesegang هم نتيجة هذه التقلبات في الفضاء. من المثير للاهتمام أيضًا التفاعلات التي تظهر تقلبات في التركيزات أثناء العملية ، على سبيل المثال ، التغيرات الدورية في تركيزات كواشف تحلل السكر ، على الأرجح ، تكمن وراء الساعة البيولوجية للكائنات الحية.
شاهد التجربة:
الكيمياء على الويب
؟هاوية؟ يحتوي الإنترنت على العديد من المواقع التي قد تهم الكيميائي. ومع ذلك ، هناك مشكلة متنامية تتمثل في الإفراط في البيانات المنشورة ، وأحيانًا ما تكون الجودة مشكوك فيها. لا؟ سوف أقتبس هنا التنبؤات الرائعة لستانيسلاف ليم ، الذي منذ أكثر من 40 عامًا في كتابه ؟؟ أعلن أن التوسع في موارد المعلومات في نفس الوقت يحد من توافرها.
لذلك ، يوجد في ركن الكيمياء قسم يتم فيه نشر عناوين وأوصاف المواقع "الكيميائية" الأكثر إثارة للاهتمام. ذات صلة بمقال اليوم؟ عناوين تؤدي إلى مواقع تصف حلقات Liesegang.
العمل الأصلي لـ F. F. Runge في شكل رقمي (ملف PDF نفسه متاح للتنزيل على العنوان المختصر: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
الموقع مع العنوان http://www.insilico.hu/liesegang/index.html هي خلاصة وافية حقيقية للمعرفة حول حلقات Liesegang؟ تاريخ الاكتشاف ونظريات التربية والعديد من الصور.
وأخيرًا ، شيء مميز؟ فيلم يظهر تشكيل حلقة تساقط Ag2CRO4، وهو عمل طالب بولندي ، وهو زميل لقراء الترجمة الآلية. طبعا منشور على موقع يوتيوب:
من المفيد أيضًا استخدام محرك بحث (خاصةً محرك رسومي) عن طريق إدخال الكلمات الرئيسية المناسبة فيه: "حلقات Liesegang" أو "عصابات Liesegang" أو ببساطة "حلقات Liesegang".
في محلول ثنائي كرومات (أو كرومات) ، يتم إنشاء توازن بين الأنيونات
واعتمادًا على رد فعل البيئة. لأن كرومات الفضة (VI) أقل قابلية للذوبان من ثنائي كرومات الفضة (VI) ، فإنه يترسب.
أول محاولة لشرح الظاهرة المرصودة قام بها فيلهلم فريدريش أوستوالد (1853-1932) ، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1909. ذكر الكيميائي الفيزيائي الألماني أن الترسيب يتطلب تشبعًا فائقًا للمحلول من أجل تكوين نوى التبلور. من ناحية أخرى ، يرتبط تكوين الحلقات بظاهرة انتشار الأيونات في وسط يمنع حركتها (الجيلاتين). المركب الكيميائي من طبقة الماء يخترق عمق طبقة الجيلاتين. يتم استخدام أيونات الكاشف "المحاصر" لتكوين راسب. في الجيلاتين ، مما يؤدي إلى استنفاد المناطق المجاورة مباشرة للرواسب (تنتشر الأيونات في اتجاه تناقص التركيز). بسبب استحالة الموازنة السريعة للتركيزات بالحمل الحراري (خلط المحاليل) ، يتصادم الكاشف من الطبقة المائية مع منطقة أخرى بتركيز عالٍ بدرجة كافية من الأيونات الموجودة في الجيلاتين ، فقط على مسافة من الطبقة المشكلة بالفعل؟ تتكرر هذه الظاهرة بشكل دوري. وهكذا ، تتشكل حلقات Liesegang نتيجة تفاعل الترسيب الذي يتم إجراؤه في ظل ظروف الخلط الصعب للكواشف. هل يمكنك شرح تكوين طبقات بعض المعادن بطريقة مماثلة؟ يحدث انتشار الأيونات في وسط كثيف من الصهارة المنصهرة.
عالم الأحياء الحلقية هو أيضًا نتيجة لمحدودية الموارد. دائرة الشيطان؟ يتكون من عيش الغراب (منذ زمن بعيد كان يعتبر أثرًا لعمل "الأرواح الشريرة") ، وهو ينشأ بطريقة بسيطة. تنمو الفطريات في جميع الاتجاهات (تحت الأرض ، تظهر فقط الأجسام الثمرية على السطح). بعد فترة ، تصبح التربة معقمة في الوسط؟ يموت الميسليوم ، ويبقى فقط على الأطراف ، ويشكل بنية على شكل حلقة. يمكن أن يفسر استخدام الموارد الغذائية في مناطق معينة من البيئة أيضًا البنية الحلقية للمستعمرات البكتيرية والعفن.
يمكن إجراء تجارب مع حلقات Liesegang في المنزل (تم وصف مثال لتجربة في المقالة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، في إصدار Młodego Technika بتاريخ 8/2006 ، قدم Stefan Sienkowski تجربة Liesegang الأصلية). ومع ذلك ، يجدر الانتباه إلى المجربين إلى عدة نقاط. من الناحية النظرية ، يمكن تشكيل حلقات Liesegang في أي تفاعل ترسيب (معظمها غير موصوف في الأدبيات ، لذلك يمكننا أن نصبح روادًا!) ، ولكن ليس كل منهم يؤدي إلى التأثير المطلوب وتقريبًا جميع التركيبات الممكنة من الكواشف في الجيلاتين و محلول مائي (اقترحه المؤلف ، ستكون التجربة جيدة). تذكر أن الجيلاتين هو بروتين ويتم تكسيره بواسطة بعض الكواشف (ثم لا تتشكل طبقة هلامية). يجب الحصول على حلقات أكثر وضوحًا باستخدام أنابيب اختبار صغيرة قدر الإمكان (يمكن أيضًا استخدام أنابيب زجاجية محكمة الغلق). ومع ذلك ، فإن الصبر أمر أساسي ، لأن بعض التجارب تستغرق وقتًا طويلاً (لكن الأمر يستحق الانتظار ؛ فالحلقات جيدة التشكيل سهلة؟ جميلة!).
على الرغم من أن تشكيل حلقة Liesegang قد يبدو فضولًا كيميائيًا (لم يتم ذكره في المدارس) ، إلا أنه منتشر جدًا بطبيعته. هل الظاهرة المذكورة في المقال مثال على ظاهرة أوسع نطاقا؟ تفاعلات كيميائية متذبذبة تحدث خلالها تغيرات دورية في تركيز الركيزة. حلقات Liesegang هي نتيجة لهذه التقلبات في الفضاء. من المثير للاهتمام أيضًا التفاعلات التي تظهر تقلبات في التركيزات أثناء العملية ، على سبيل المثال ، التغيرات الدورية في تركيزات كواشف تحلل السكر ، على الأرجح ، تكمن وراء الساعة البيولوجية للكائنات الحية.
zp8497586rq
