Величезну роль в наносистемах грають процеси самоорганізації. Вони дозволяють контрольовано отримувати молекулярні структури з заданої просторової конфігурацією і властивостями. Одним із прикладів самоорганізації в хімічних системах є періодичні структури з концентричних кіл.
Ці структури вперше були отримані в 1896 році німецьким хіміком Р. Лізеганга, який експериментуючи з Фотохімікати, виявив, що якщо капнути ляпісом Прим. ред. аптекарський сплав солей - нітрату калію і нітрату срібла, який використовується для дезінфекції, "припікання" ран, як відомо з класичної літератури, згадайте Базарова: -)> на скляну пластину, покриту желатином і містить хромпик Прим. ред. містить хромат - іон, точніше, ізополіхромати>, то продукт реакції, випадаючи в осад, розташовується на платівці концентричними колами. Лізеганга захопився цим явищем і майже півстоліття займався його дослідженням.
Відкрите явище знайшло практичне застосування при вивченні різних процесів у фізиці і хімії, в прикладному мистецтві, кільця Лізеганга використовували для прикраси різних виробів з імітацією яшми, малахіту, агата і ін. Лізеганга також запропонував технологію виготовлення штучних перлів.
Можливий фізичний механізм, що пояснює утворення структур Лізеганга, був вперше запропонований Оствальдом в 1987 році [2]. Він заснований на припущенні про періодичне виникнення пересичення в просторі і часі і його вплив на швидкість зародження твердої фази. Оствальд пізніше запропонував механізм «загострення» осаду ( "Ostwald ripening") - розчинення малих і зростання великих частинок [3]. Ці два механізми в даний час лежать в основі альтернативних підходів до теоретичного пояснення осадових структур.
Мета даного досвіду: показати в дії явище самоорганізації в хімічній системі.
В ході проведення експерименту були отримані яскраво забарвлені кільця Лізеганга, різноманітне забарвлення яких пояснюється оптичної активністю сполук срібла (рис. 5, 6, 7, 8). У початковий момент часу, коли крапля розчину тільки торкнулася желатину, розчин у краплі був прозорий, але потім спостерігається опалесценція (рис. 1,3) краплі в результаті випадання колоїдних частинок хлориду срібла. В ході поступової дифузії розчину нітрату срібла виходить структура, що нагадує НЛО (рис. 2).
В ході проведення роботи було виявлено явище викиду частини розчину з кільця Лізеганга. Можливо, через осмотичного підвищення тиску в областях структури відбувається розрив оболонки і викид частини розчину з кілець Лізеганга (рис. 4).
При більш низьких концентраціях (<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.
- Полежаєв А.А. Теорія структур Лізеганга.
- Ostwald W. Lehrbuch der Allgemeinen Chemie (Engelmann, Leipzig, 1897).
- Kahlweit M. Adv. Colloid Interf. Sci. 5 (1975) 1.
У статті використані матеріали: Інтернет-олімпіада
Середній бал: 10.0 (голосів 3)
Досвід навчання в області нанотехнологічного технопідприємництво
У цьому опитуванні ми просимо поділитися досвідом і Вашим ставленням до нанотехнологічної технопідприємництво і суміжних галузей. Заранее спасибо за Вашу небайдужість!
Проектна робота
Сьогодні стає все більш популярною так звана проектна робота школярів, однак на цей рахунок є дуже різні думки. Ми були б вдячні, якби Ви висловили коротко свою думку з цього приводу шляхом голосування. Заздалегідь вдячні!