Anéis Liesegang? fascinantes criações da natureza

"Círculo do Diabo"

Veja algumas fotos que mostram organismos vivos e amostras de natureza inanimada: uma colônia de bactérias em um meio de ágar, um bolor crescendo em frutas, fungos em um gramado da cidade e minerais - ágata, malaquita, arenito. O que todos os itens têm em comum? Esta é a sua estrutura, constituída por círculos concêntricos (mais ou menos bem definidos). Os químicos os chamam anéis de Liesegang.

O nome dessas estruturas vem do nome do descobridor? Raphael Edouard Liesegang, embora não tenha sido o primeiro a descrevê-los. Isso foi feito em 1855 por Friedlieb Ferdinand Runge, que estava envolvido, entre outras coisas, na realização de reações químicas em papel de filtro. Criado por um químico alemão? Imagens criadas por ele mesmo? () certamente podem ser considerados os primeiros anéis de Liesegang obtidos, e o método de sua preparação é a cromatografia em papel. No entanto, a descoberta não foi notada no mundo da ciência? Runge fez isso meio século antes do previsto (o botânico russo Mikhail Semyonovich Tsvet, que trabalhou em Varsóvia no início do século XNUMX, é um conhecido inventor da cromatografia). Bem, este não é o primeiro caso na história da ciência; pois mesmo as descobertas devem "chegar a tempo".

Raphael Eduard Liesegang (1869-1947)? Químico e empresário alemão na indústria da fotografia. Como cientista, estudou a química de colóides e materiais fotográficos. Ele era famoso por descobrir estruturas conhecidas como anéis de Liesegang.

A fama do descobridor foi conquistada por R. E. Liesegang, que foi ajudado por uma combinação de circunstâncias (também não é a primeira vez na história da ciência?). Em 1896, ele deixou cair um cristal de nitrato de prata AgNO.₃ em uma placa de vidro revestida com uma solução de dicromato de potássio (VI) K₂Cr₂O₇ em gelatina (Liesegang estava interessado em fotografia, e dicromatos ainda são usados ​​nas chamadas técnicas nobres da fotografia clássica, por exemplo, na técnica de borracha e bromo). Círculos concêntricos de precipitado marrom de cromato de prata(VI)Ag se formaram ao redor de um cristal de lápis-lazúli.₂CrO₄ interessou o químico alemão. O cientista iniciou um estudo sistemático do fenômeno observado e, portanto, os anéis acabaram recebendo seu nome.

A reação observada por Liesegang correspondia à equação (escrita na forma iônica abreviada):

Em uma solução de dicromato (ou cromato), um equilíbrio é estabelecido entre os ânions

, dependendo da reação do ambiente. Como o cromato de prata(VI) é menos solúvel que o dicromato de prata(VI), ele precipita.

Ele fez a primeira tentativa de explicar o fenômeno observado. Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), vencedor do Prêmio Nobel de Química de 1909. O físico-químico alemão afirmou que a precipitação requer supersaturação da solução para formar núcleos de cristalização. Por outro lado, a formação de anéis está associada ao fenômeno de difusão de íons em um meio que impede seu movimento (gelatina). O composto químico da camada de água penetra profundamente na camada de gelatina. Os íons do reagente "aprisionado" são usados ​​para formar um precipitado. na gelatina, o que leva ao esgotamento das áreas imediatamente adjacentes ao sedimento (os íons se difundem na direção da concentração decrescente).

Anéis de Liesegang in vitro

Devido à impossibilidade de equalização rápida das concentrações por convecção (mistura de soluções), o reagente da camada aquosa colide com outra região com concentração suficientemente alta de íons contidos na gelatina, apenas a uma certa distância da camada já formada? o fenômeno é repetido periodicamente. Portanto, anéis de Liesegang são formados como resultado da reação de precipitação realizada em condições de difícil mistura dos reagentes. Você pode explicar a estrutura em camadas de alguns minerais de maneira semelhante? A difusão de íons ocorre em um meio denso de magma fundido.

O mundo vivo anelado também é resultado de recursos limitados. Círculo do diabo? composto de cogumelos (desde tempos imemoriais foi considerado um vestígio da ação de "espíritos malignos"), surge de forma simples. O micélio cresce em todas as direções (sob o solo, apenas os corpos de frutificação são visíveis na superfície). Depois de um tempo, o solo fica esterilizado no centro? o micélio morre, permanecendo apenas na periferia, formando uma estrutura em forma de anel. O uso de recursos alimentares em determinadas áreas do ambiente também pode explicar a estrutura em anel de colônias de bactérias e fungos.

Experimentos com anéis de Liesegang eles podem ser realizados em casa (um exemplo de um experimento é descrito no artigo; além disso, na edição de 8/2006 da Młodego Technika, Stefan Sienkowski apresentou o experimento original de Liesegang). No entanto, vale a pena prestar a atenção dos experimentadores a vários pontos. Teoricamente, anéis de Liesegang podem ser formados em qualquer reação de precipitação (a maioria deles não está descrita na literatura, então podemos nos tornar pioneiros!), mas nem todos levam ao efeito desejado e quase todas as combinações possíveis de reagentes em gelatina e solução aquosa (sugerida pelo autor, a experiência será boa).

mofo em frutas

Lembre-se que a gelatina é uma proteína e é decomposta por alguns reagentes (então não se forma uma camada de gel). Anéis mais pronunciados devem ser obtidos usando tubos de ensaio tão pequenos quanto possível (tubos de vidro selados também podem ser usados). A paciência é fundamental, no entanto, pois alguns experimentos são muito demorados (mas vale a pena esperar; anéis bem formados são fáceis? Lindos!).

Embora o fenômeno da criatividade anéis de Liesegang pode parecer-nos apenas uma curiosidade química (não a mencionam nas escolas), é muito difundida na natureza. O fenômeno mencionado no artigo é um exemplo de um fenômeno muito mais amplo? reações químicas oscilatórias durante as quais ocorrem mudanças periódicas na concentração do substrato. anéis de Liesegang eles são o resultado dessas flutuações no espaço. De interesse também são as reações que demonstram flutuações nas concentrações durante o processo, por exemplo, mudanças periódicas nas concentrações de reagentes de glicólise, muito provavelmente, subjacentes ao relógio biológico dos organismos vivos.

Veja experiência:

Química na web

?Abismo? A Internet contém muitos sites que podem ser do interesse de um químico. No entanto, um problema crescente é a superabundância de dados publicados, às vezes também de qualidade duvidosa. Não? citarei aqui as brilhantes previsões de Stanislav Lem, que há mais de 40 anos em seu livro ?? proclamou que a expansão dos recursos de informação simultaneamente limita sua disponibilidade.

Portanto, no canto da química há uma seção na qual serão publicados endereços e descrições dos sites "químicos" mais interessantes. Relacionado ao artigo de hoje? endereços que levam a sites que descrevem anéis de Liesegang.

A obra original de F. F. Runge em formato digital (o próprio arquivo PDF está disponível para download no endereço abreviado: http://tinyurl.com/38of2mv):

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

Site com endereço http://www.insilico.hu/liesegang/index.html é um verdadeiro compêndio de conhecimento sobre anéis de Liesegang? a história da descoberta, teorias da educação e muitas fotografias.

E finalmente, algo especial? filme mostrando a formação do anel de precipitação Ag₂CrO₄, o trabalho de um estudante polonês, um colega de leitores de TA. Claro, postado no YouTube:

Também vale a pena usar um mecanismo de pesquisa (especialmente gráfico) digitando as palavras-chave apropriadas: “Anéis Liesegang”, “Bandas Liesegang” ou simplesmente “Anéis Liesegang”.

Em uma solução de dicromato (ou cromato), um equilíbrio é estabelecido entre os ânions

e, dependendo da reação do ambiente. Como o cromato de prata(VI) é menos solúvel que o dicromato de prata(VI), ele precipita.

A primeira tentativa de explicar o fenômeno observado foi feita por Wilhelm Friedrich Ostwald (1853-1932), ganhador do Prêmio Nobel de Química em 1909. O físico-químico alemão afirmou que a precipitação requer supersaturação da solução para formar núcleos de cristalização. Por outro lado, a formação de anéis está associada ao fenômeno de difusão de íons em um meio que impede seu movimento (gelatina). O composto químico da camada de água penetra profundamente na camada de gelatina. Os íons do reagente "aprisionado" são usados ​​para formar um precipitado. na gelatina, o que leva ao esgotamento das áreas imediatamente adjacentes ao sedimento (os íons se difundem na direção da concentração decrescente). Devido à impossibilidade de equalização rápida das concentrações por convecção (mistura de soluções), o reagente da camada aquosa colide com outra região com concentração suficientemente alta de íons contidos na gelatina, apenas a uma distância da camada já formada? o fenômeno é repetido periodicamente. Assim, anéis de Liesegang são formados como resultado da reação de precipitação realizada em condições de difícil mistura dos reagentes. Você pode explicar a formação da estrutura em camadas de alguns minerais de maneira semelhante? A difusão de íons ocorre em um meio denso de magma fundido.

O mundo vivo anelado também é resultado de recursos limitados. Círculo do diabo? composto de cogumelos (desde tempos imemoriais foi considerado um vestígio da ação de "espíritos malignos"), surge de forma simples. O micélio cresce em todas as direções (sob o solo, apenas os corpos de frutificação são visíveis na superfície). Depois de um tempo, o solo fica esterilizado no centro? o micélio morre, permanecendo apenas na periferia, formando uma estrutura em forma de anel. O uso de recursos alimentares em determinadas áreas do ambiente também pode explicar a estrutura em anel de colônias de bactérias e fungos.

Experimentos com anéis de Liesegang podem ser realizados em casa (um exemplo de um experimento é descrito no artigo; além disso, na edição de Młodego Technika de 8/2006, Stefan Sienkowski apresentou o experimento original de Liesegang). No entanto, vale a pena prestar a atenção dos experimentadores a vários pontos. Teoricamente, anéis de Liesegang podem ser formados em qualquer reação de precipitação (a maioria deles não está descrita na literatura, então podemos nos tornar pioneiros!), mas nem todos levam ao efeito desejado e quase todas as combinações possíveis de reagentes em gelatina e solução aquosa (sugerida pelo autor, a experiência será boa). Lembre-se que a gelatina é uma proteína e é decomposta por alguns reagentes (então não se forma uma camada de gel). Anéis mais pronunciados devem ser obtidos usando tubos de ensaio tão pequenos quanto possível (tubos de vidro selados também podem ser usados). A paciência é fundamental, no entanto, pois alguns experimentos são muito demorados (mas vale a pena esperar; anéis bem formados são fáceis? Lindos!).

Embora a formação do anel de Liesegang possa parecer uma curiosidade química (não é mencionada nas escolas), é muito difundida na natureza. O fenômeno mencionado no artigo é um exemplo de um fenômeno muito mais amplo? reações químicas oscilatórias durante as quais ocorrem mudanças periódicas na concentração do substrato. Os anéis de Liesegang são o resultado dessas flutuações no espaço. De interesse também são as reações que demonstram flutuações nas concentrações durante o processo, por exemplo, mudanças periódicas nas concentrações de reagentes de glicólise, muito provavelmente, subjacentes ao relógio biológico dos organismos vivos.

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