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

 

Новогодняя открытка-наноколлаж
Новогодняя открытка-наноколлаж

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.