Anillos Liesegang? fascinantes creaciones de la naturaleza
"Círculo del diablo"
Mire algunas fotografías que muestran organismos vivos y muestras de naturaleza inanimada: una colonia de bacterias en un medio de agar, un moho que crece en las frutas, hongos en el césped de una ciudad y minerales: ágata, malaquita, arenisca. ¿Qué tienen en común todos los artículos? Esta es su estructura, consistente en círculos concéntricos (más o menos bien definidos). Los químicos los llaman Anillos Liesegang.
El nombre de estas estructuras proviene del nombre del descubridor? Raphael Edouard Liesegang, aunque no fue el primero en describirlos. Esto lo hizo en 1855 Friedlieb Ferdinand Runge, quien participó, entre otras cosas, en la realización de reacciones químicas en papel de filtro. ¿Creado por un químico alemán?¿Imágenes propias? () ciertamente pueden considerarse los primeros anillos de Liesegang obtenidos, y el método de su preparación es la cromatografía en papel. Sin embargo, ¿el descubrimiento no se notó en el mundo de la ciencia? Runge lo hizo medio siglo antes de lo previsto (el botánico ruso Mikhail Semyonovich Tsvet, que trabajó en Varsovia a principios del siglo XX, es un conocido inventor de la cromatografía). Bueno, este no es el primer caso de este tipo en la historia de la ciencia; porque incluso los descubrimientos deben "llegar a tiempo".
Rafael Eduard Liesegang (1869-1947)? Químico alemán y empresario de la industria de la fotografía. Como científico, estudió la química de los coloides y los materiales fotográficos. Fue famoso por descubrir estructuras conocidas como anillos de Liesegang.
La fama del descubridor se la ganó R. E. Liesegang, a quien ayudó una combinación de circunstancias (¿tampoco por primera vez en la historia de la ciencia?). En 1896, dejó caer un cristal de nitrato de plata AgNO.3 sobre una placa de vidrio recubierta con una solución de dicromato de potasio (VI) K2Cr2O7 en gelatina (Liesegang se interesó por la fotografía, y los dicromatos todavía se utilizan en las llamadas técnicas nobles de la fotografía clásica, por ejemplo, en la técnica del caucho y el bromo). Círculos concéntricos de precipitado marrón de cromato de plata (VI) Ag formados alrededor de un cristal de lapislázuli.2CrO4 interesó al químico alemán. El científico comenzó un estudio sistemático del fenómeno observado y, por lo tanto, los anillos finalmente recibieron su nombre.
La reacción observada por Liesegang correspondía a la ecuación (escrita en forma iónica abreviada):
En una solución de dicromato (o cromato), se establece un equilibrio entre los aniones
, dependiendo de la reacción del medio ambiente. Debido a que el cromato de plata (VI) es menos soluble que el dicromato de plata (VI), precipita.
Hizo el primer intento de explicar el fenómeno observado. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), ganador del Premio Nobel de Química de 1909. El químico físico alemán afirmó que la precipitación requiere la sobresaturación de la solución para formar núcleos de cristalización. Por otro lado, la formación de anillos está asociada al fenómeno de difusión de iones en un medio que impide su movimiento (gelatina). El compuesto químico de la capa de agua penetra profundamente en la capa de gelatina. Los iones del reactivo "atrapado" se utilizan para formar un precipitado. en la gelatina, lo que conduce al agotamiento de las áreas inmediatamente adyacentes al sedimento (los iones se difunden en la dirección de concentración decreciente).
Anillos de Liesegang in vitro
Debido a la imposibilidad de igualar rápidamente las concentraciones por convección (mezcla de soluciones), ¿el reactivo de la capa acuosa choca con otra región con una concentración de iones suficientemente alta contenida en la gelatina, solo a cierta distancia de la capa ya formada? el fenómeno se repite periódicamente. Por tanto, los anillos de Liesegang se forman como resultado de la reacción de precipitación llevada a cabo en condiciones de difícil mezcla de los reactivos. ¿Puedes explicar la estructura en capas de algunos minerales de manera similar? La difusión de iones ocurre en un medio denso de magma fundido.
El mundo vivo anillado también es el resultado de recursos limitados. ¿Círculo del diablo? compuesto por hongos (desde tiempos inmemoriales se consideró un rastro de la acción de los "espíritus malignos"), surge de manera sencilla. El micelio crece en todas las direcciones (bajo tierra, solo los cuerpos fructíferos son visibles en la superficie). ¿Después de un tiempo, el suelo se esteriliza en el centro? el micelio muere, quedando solo en la periferia, formando una estructura en forma de anillo. El uso de recursos alimenticios en ciertas áreas del medio ambiente también puede explicar la estructura de anillo de las colonias de bacterias y moho.
Los experimentos con Anillos Liesegang se pueden llevar a cabo en casa (en el artículo se describe un ejemplo de un experimento; además, en la edición de 8/2006 de Młodego Technika, Stefan Sienkowski presentó el experimento original de Liesegang). Sin embargo, vale la pena prestar atención a los experimentadores en varios puntos. Teóricamente, los anillos de Liesegang se pueden formar en cualquier reacción de precipitación (la mayoría de ellos no están descritos en la literatura, ¡así que podemos ser pioneros!), pero no todos conducen al efecto deseado y casi todas las combinaciones posibles de reactivos en gelatina y solución acuosa (sugerido por el autor, la experiencia será buena).
moho en frutas
Recuerde que la gelatina es una proteína y se descompone con algunos reactivos (entonces no se forma una capa de gel). Deben obtenerse anillos más pronunciados utilizando tubos de ensayo lo más pequeños posible (también se pueden utilizar tubos de vidrio sellados). Sin embargo, la paciencia es clave, ya que algunos experimentos requieren mucho tiempo (pero vale la pena esperar; ¿los anillos bien formados son fáciles? ¡Hermosos!).
Aunque el fenómeno de la creatividad Anillos Liesegang Puede parecernos solo una curiosidad química (no lo mencionan en las escuelas), está muy extendida en la naturaleza. ¿Es el fenómeno mencionado en el artículo un ejemplo de un fenómeno mucho más amplio? reacciones químicas oscilatorias durante las cuales ocurren cambios periódicos en la concentración del sustrato. Anillos Liesegang son el resultado de estas fluctuaciones en el espacio. También son de interés las reacciones que muestran fluctuaciones en las concentraciones durante el proceso, por ejemplo, los cambios periódicos en las concentraciones de los reactivos de la glucólisis, muy probablemente, son la base del reloj biológico de los organismos vivos.
Ver experiencia:
quimica en la red
?¿Abismo? Internet contiene muchos sitios que pueden ser de interés para un químico. Sin embargo, un problema creciente es la sobreabundancia de datos publicados, a veces también de dudosa calidad. ¿No? citaré aquí las brillantes predicciones de Stanislav Lem, quien hace más de 40 años en su libro ?? proclamó que la expansión de los recursos de información limita simultáneamente su disponibilidad.
Por lo tanto, en el rincón de la química hay una sección en la que se publicarán las direcciones y descripciones de los sitios "químicos" más interesantes. Relacionado con el artículo de hoy? direcciones que conducen a sitios que describen los anillos de Liesegang.
El trabajo original de F. F. Runge en forma digital (el archivo PDF en sí está disponible para descargar en la dirección abreviada: http://tinyurl.com/38of2mv):
http://edocs.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2007/3756/.
Sitio web con dirección http://www.insilico.hu/liesegang/index.html es un verdadero compendio de conocimientos sobre los anillos de Liesegang? la historia del descubrimiento, teorías de la educación y muchas fotografías.
Y por último, ¿algo especial? película que muestra la formación de anillos de precipitación de Ag2CrO4, el trabajo de un estudiante polaco, un compañero de lectores de MT. Por supuesto, publicado en YouTube:
También vale la pena usar un motor de búsqueda (especialmente uno gráfico) ingresando las palabras clave apropiadas en él: "anillos de Liesegang", "bandas de Liesegang" o simplemente "anillos de Liesegang".
En una solución de dicromato (o cromato), se establece un equilibrio entre los aniones
y, dependiendo de la reacción del medio ambiente. Debido a que el cromato de plata (VI) es menos soluble que el dicromato de plata (VI), precipita.
El primer intento de explicar el fenómeno observado fue realizado por Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), ganador del Premio Nobel de Química en 1909. El químico físico alemán afirmó que la precipitación requiere la sobresaturación de la solución para formar núcleos de cristalización. Por otro lado, la formación de anillos está asociada al fenómeno de difusión de iones en un medio que impide su movimiento (gelatina). El compuesto químico de la capa de agua penetra profundamente en la capa de gelatina. Los iones del reactivo "atrapado" se utilizan para formar un precipitado. en la gelatina, lo que conduce al agotamiento de las áreas inmediatamente adyacentes al sedimento (los iones se difunden en la dirección de concentración decreciente). ¿Debido a la imposibilidad de igualar rápidamente las concentraciones por convección (mezcla de soluciones), el reactivo de la capa acuosa choca con otra región con una concentración suficientemente alta de iones contenidos en la gelatina, solo a una distancia de la capa ya formada? el fenómeno se repite periódicamente. Así, los anillos de Liesegang se forman como resultado de una reacción de precipitación llevada a cabo en condiciones de difícil mezcla de los reactivos. ¿Puedes explicar la formación de la estructura en capas de algunos minerales de manera similar? La difusión de iones ocurre en un medio denso de magma fundido.
El mundo vivo anillado también es el resultado de recursos limitados. ¿Círculo del diablo? compuesto por hongos (desde tiempos inmemoriales se consideró un rastro de la acción de los "espíritus malignos"), surge de manera sencilla. El micelio crece en todas las direcciones (bajo tierra, solo los cuerpos fructíferos son visibles en la superficie). ¿Después de un tiempo, el suelo se esteriliza en el centro? el micelio muere, quedando solo en la periferia, formando una estructura en forma de anillo. El uso de recursos alimenticios en ciertas áreas del medio ambiente también puede explicar la estructura de anillo de las colonias de bacterias y moho.
Los experimentos con anillos de Liesegang se pueden realizar en casa (en el artículo se describe un ejemplo de un experimento; además, en la edición de Młodego Technika del 8/2006, Stefan Sienkowski presentó el experimento original de Liesegang). Sin embargo, vale la pena prestar atención a los experimentadores en varios puntos. Teóricamente, los anillos de Liesegang se pueden formar en cualquier reacción de precipitación (la mayoría de ellos no están descritos en la literatura, ¡así que podemos ser pioneros!), pero no todos conducen al efecto deseado y casi todas las combinaciones posibles de reactivos en gelatina y solución acuosa (sugerido por el autor, la experiencia será buena). Recuerde que la gelatina es una proteína y se descompone con algunos reactivos (entonces no se forma una capa de gel). Deben obtenerse anillos más pronunciados utilizando tubos de ensayo lo más pequeños posible (también se pueden utilizar tubos de vidrio sellados). Sin embargo, la paciencia es clave, ya que algunos experimentos requieren mucho tiempo (pero vale la pena esperar; ¿los anillos bien formados son fáciles? ¡Hermosos!).
Aunque la formación del anillo de Liesegang pueda parecer una curiosidad química (no se menciona en las escuelas), está muy extendida en la naturaleza. ¿Es el fenómeno mencionado en el artículo un ejemplo de un fenómeno mucho más amplio? reacciones químicas oscilatorias durante las cuales ocurren cambios periódicos en la concentración del sustrato. Los anillos de Liesegang son el resultado de estas fluctuaciones en el espacio. También son de interés las reacciones que muestran fluctuaciones en las concentraciones durante el proceso, por ejemplo, los cambios periódicos en las concentraciones de los reactivos de la glucólisis, muy probablemente, son la base del reloj biológico de los organismos vivos.
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