Jellegzetes színes reakciókat vagy a többszörösen telítetlen vegyületek átalakulása, vagy az oldott állapotú ionok találkozása adja. Az utóbbi persze nem olyan gyors, ha az ionokat kristályos formában keverjük össze. A helyhez kötött rezgéseket végző részecskék csak a kristály felszínén képesek hatásosan ütközni. Ha oldószerrel szabaddá tesszük az ionokat, a hidrát burok ellenére a részecskék mozgása rendkívül felgyorsul.
Az ionok mozgásának lassítása
Az ionok diffúziós mozgása a kocsonyás állapotban lassúvá teszi a kémiai átalakulásokat és az oldatok keveredését a gél állapot megakadályozza. A gélek sok szempontból szilárd anyag sajátságait, más szempontból a folyadékok tulajdonságait mutatják. Nincs bennük áramlás, nem lehet őket összekeverni és a sűrűségkülönbség alapján se keverednek benne az összetevők. Intenzív színváltozással járó ionreakciók, ha gél állapotban mennek végbe, akkor térben elkülöníthető gyűrűk, vagy csíkok jönnek létre.
A kísérlet menetének leírása
Forró zselatin oldatban kanálhegynyi kálium-dikromátot (K2Cr2O7) oldunk fel. Kevés zselatint vízben 80-90 °C-ra melegítünk, de nem forralunk. Ebből egy petricsészébe vékony folyadékréteget öntünk. Lehűlés után, amely 5-10 perc alatt végbemegy, az oldat kocsonyásodik és gél keletkezik. A gél tetejére, a petricsésze közepére töményebb ezüstnitrát-oldatot cseppentünk. A két oldatkoncentráció különbsége egy nagyságrendű legyen körülbelül.
2Ag+ + Cr2O72- → Ag2Cr2O7
A csepp környéke gyorsan vörösesbarna színű lesz. A kísérlet érdekessége, hogy a csapadék nem egy összefüggő foltot alkot, hanem sötét és világosabb gyűrűk alakulnak ki, sőt néhány le is "válik". Szép eredményt másnapra vagy még hosszabb idő után várhatunk.
Az ezüstnitrát lassan a gélbe diffundál és a két vegyület csapadékképződési reakciója miatt létrejön a vízben oldhatatlan színes csapadék. A jelenséget az első tanulmányozójáról, Raphael Eduard Liesegangról (1869-1947) nevezték el, aki cikket közölt a csapadékmintázatok témakörben. Más rendszerekkel is próbálkozhatunk, például kobalt-klorid + ammónia, vagy ólom-nitrát + kálium-jodid oldatokkal.
A mintázat előfordulása
A mintázatképződésre sok példát találhatunk a természetben, az ásványokban és kőzetekben megfigyelhető mintákra, csíkokra, gyűrűkre, vagy az állatok bőrén (zebra, zsiráf, tigris, leopárd, mélytengeri halak) létrejövő alakzatokra gondolva.
További érdekes oldalak
- Dr. Lagzi István: Mintázatképződés kémiai rendszerekben
- A short history of "Liesegang rings"
- Liesegang Experiment
- Research Interests
- Liesegang tube
Siegler Gábor cikke
