Кінетика вирощування кілець Лізенганга в еластичних желатинових гелях

Гелі широко використовуються в харчовій, фармацевтичній та косметичній промисловості. Гелями також є деякі побутові (рідке мило, миючий засіб, гелеві кульки для прання, гель-лаки тощо) та харчові (холодець, фруктове желе) речовини, які людина використовує повсякчас. Прикладами гелів можуть служити застиглі розчини желатину, агару, пектину, силікатної кислоти; целулоїд, клей, текстильні волокна тощо.

Особливо широко гелі представлені в рослинних і тваринних організмах, наприклад, м'язова, нервова і сполучна тканини, склоподібне тіло ока, різного виду біологічні мембрани є прикладами складних гелів. Вивчення фізико-хімічних властивостей гелів, можливості протікання реакцій у гелях є актуальною задачею.

У роботі досліджено кінетику вирощування кілець Лізенганга в еластичних желатинових гелях. Показано, що однією з умов утворення чітких кілець Лізенганга в гелі є те, що перший розчин електроліту, який змішується з розчином желатину, повинен бути низької концентрації (до 1%), а другий — максимально високої (до 90%).

Встановлено, що протягом першої доби у гелі з Ag₂Cr₂O₇ утворилось 14 кілець Лізенганга, відстань між кільцями становила 0,1 см, а сумарний діаметр становив 6–7 см. Протягом наступних днів ніяких змін не спостерігалось, окрім того, що гель висох і став твердим. Такий сухий гель не зазнавав ніяких змін навіть протягом декількох місяців.

Показано, що протягом 3–12 годин утворилось два кільця з Cu(OH)₂, проте, на відміну від кілець Ag₂Cr₂O₇, вони були не чітко виражені. За добу сумарний діаметр плями на гелі подвоївся, проте кількість кілець не змінилася. Єдина помітна зміна, яка відбулася за 5 діб, це те, що цей сухий гель у чашці Петрі потріскався і став крихким. Це можливо пов'язано з утворенням солей калію з гідролізатом білкових молекул желатину.

Визначено, що протягом восьми годин на весь діаметр чашки Петрі (12 см) виросли кільця BaSO₄, проте чіткої межі між кільцями не вдалося зафіксувати. Протягом 1 доби змін у цьому гелі не спостерігалось. За 2–3 доби гель почав засихати, оскільки почав випаровуватись розчинник (вода). Процес утворення тріщин не спостерігався.

Показано, що найбільше утворюється кілець з Ag₂Cr₂O₇, а найменше з BaSO₄. Таку залежність можна пояснити різною розчинністю утворених солей у гелях та їх можливістю впливати на стійкість гелевої сітки у об'ємі гелю.