Научно-исследовательская работа «Кольца Лизеганга»

Механизм формирования колец Лизеганга в осадочных породах изучен достаточно хорошо и вполне воспроизводим искусственно.

Цель: исследование процесса образования колец Лизеганга или показать в действии явление самоорганизации в химической системе.

Задачи:

1. Изучение открытия колец и их появления в природе.
2. Анализ литературы по существующим механизмам формирования колец Лизеганга.
3. Проведение опытов по получению колец Лизеганга в растворах желатина с реактивами.
4. Наблюдение за развитием колец Лизеганга во времени (фотозапись в их временной эволюции).
5. Обобщение материала и предложения по практическому использованию изученного явления.

Гипотезы. Ввиду разнообразия и сложности наблюдаемых кольцевых явлений, не удивительно, что было выдвинуто множество различных гипотез в попытках объяснить их, и довольно многие из них получили небольшое подтверждение. Другие не были проверены каким-либо конкретным способом. Так, например, Колер (1916) утверждал, что константы диффузии должны находиться в определенном соотношении со «скоростью кристаллизации» продуктов реакции, если необходимо получить отчетливые кольца. Это действительно так, но, очевидно, действуют и многие другие факторы.

Одна из самых больших проблем заключается в том, что многие экспериментальные работы были проведены нестандартными методами, с нестандартными гелями и нестандартными реактивами, что делает очень трудным сравнение одного наблюдения с другим. Попытка усовершенствования и стандартизации процедур была предпринята Обристом (1937), который указал, что гель, нанесенный на стеклянную пластину, не остается неизменным в течение всего периода эксперимента. Он также обратил внимание на тот факт, что радиальная диффузия реагента от центрального источника в виде обычной «капли» подразумевает наличие крайне непостоянного источника. Чтобы преодолеть обе проблемы, он держал свои гели между двумя стеклянными пластинами, верхняя из которых была снабжена трубчатым резервуаром в центре. Следует отметить, что сама среда может при определенных обстоятельствах, претерпевать периодические изменения структуры; Мёллер (1916, 1917) описал такие случаи, с участием желатина (Henisch — Crystals in Gels and Liesegang Rings – 2005).

Новизна: экспериментальное исследование явлений самоорганизации.

Теоретическая значимость: произведение растворимости, рост кристаллов, химия элементов.