Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Начальная стадия формирования колец Лизеганга.
Рис.2.«Летающая тарелка» в желе.
Рис.3.Опалесценция капли раствора AgNO3.
Рис.4.Выброс из кольца Лизеганга.
Рис.5.
Рис.6.
Рис.7.
Рис.8.

Кольца Лизеганга

Ключевые слова:  Интернет-олимпиада, кольца Лизеганга, учителю, школьные опыты

Автор(ы): Медведева Светлана Юрьевна

Опубликовал(а):  Шушарина Анастасия Леонидовна

02 ноября 2010

Огромную роль в наносистемах играют процессы самоорганизации. Они позволяют контролируемо получать молекулярные структуры с заданной пространственной конфигурацией и свойствами. Одним из примеров самоорганизации в химических системах являются периодические структуры из концентрических окружностей.

Эти структуры впервые были получены в 1896 г. немецким химиком Р. Лизегангом, который экспериментируя с фотохимикатами, обнаружил, что если капнуть ляписом {Прим. ред.: аптекарский сплав солей - нитрата калия и нитрата серебра, используемый для дезинфекции, "прижигания" ран, как известно из классической литературы, вспомните Базарова :-) } на стеклянную пластину, покрытую желатином и содержащую хромпик {Прим. ред.: содержит хромат - ион, точнее, изополихроматы}, то продукт реакции, выпадая в осадок, располагается на пластинке концентрическими окружностями. Лизеганг увлекся этим явлением и почти полвека занимался его исследованием.

Открытое явление нашло практическое применение при изучении различных процессов в физике и химии, в прикладном искусстве, кольца Лизеганга использовали для украшения различных изделий с имитацией яшмы, малахита, агата и др. Лизеганг также предложил технологию изготовления искусственного жемчуга.

Возможный физический механизм, объясняющий образование структур Лизеганга, был впервые предложен Оствальдом в 1987 году [2]. Он основан на предположении о периодическом возникновении пересыщения в пространстве и времени и его влиянии на скорость зарождения твердой фазы. Оствальд позднее предложил механизм «обострения» осадка ("Ostwald ripening") – растворение малых и рост больших частиц [3]. Эти два механизма в настоящее время лежат в основе альтернативных подходов к теоретическому объяснению осадочных структур.

Описание эксперимента.

Цель данного опыта: показать в действии явление самоорганизации в химической системе.

В стакан налить 30 мл дистиллированной воды (с солесодержанием 4 мг./л), добавить 0,015 г хлорида натрия и 1,5 г гранул пищевого желатина и оставить в холодильнике на одни сутки, для того, чтобы желатин набух. Осторожно нагреть смесь до 60°С, слабо помешивая. После того, как желатин образует однородный раствор, вылить его в чашку Петри и поставить застывать в холодильник. Приготовить концентрированный раствор нитрата серебра (концентрация 0,9 моль/л): в 1 мл дистиллированной воды растворить 0,153 г. нитрата серебра и несколько капель этого раствора капнуть на поверхность желатина в чашке Петри. В местах контакта растворов хлорида натрия и нитрата серебра, начал выпадать осадок хлорида серебра, который и образовал структуры похожие на «годовые кольца дерева».

Результаты.

В ходе проведения опыта были получены ярко окрашенные кольца Лизеганга, разнообразная окраска которых объясняется оптической активностью соединений серебра (рис. 5, 6, 7, 8). В начальный момент времени, когда капля раствора только коснулась желатина, раствор в капле был прозрачный, но затем наблюдается опалесценция (рис. 1,3) капли в результате выпадения коллоидных частиц хлорида серебра. В ходе постепенной диффузии раствора нитрата серебра получается структура, напоминающая НЛО (рис. 2).

В ходе проведения работы было обнаружено явление выброса части раствора из кольца Лизеганга. Возможно, из-за осмотического повышения давления в областях структуры происходит разрыв оболочки и выброс части раствора из колец Лизеганга (рис. 4).

При более низких концентрациях (<0,9 моль/л) структура получается более плоской, чем при более высоких концентрациях, при этом, концентрические окружности с осадком образуют достаточно большие по ширине полосы (сравнить рис. 5 и 6), окраска которых становится более равномерною и менее интенсивною. На рис. 5 заметно движение жидкой фазы во внутренней части структуры Лизеганга.

Использованная литература.

  1. Полежаев А.А. Теория структур Лизеганга.
  2. Ostwald W. Lehrbuch der Allgemeinen Chemie (Engelmann, Leipzig, 1897).
  3. Kahlweit M. Adv. Colloid Interf. Sci. 5 (1975) 1.


В статье использованы материалы: Интернет-олимпиада


Средний балл: 10.0 (голосов 3)

 


Комментарии
Рисунок 3 как лунный камень.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нано-Купидон на День Святого Валентина
Нано-Купидон на День Святого Валентина

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 &#215; 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.