Student World

Mezi chemickými reakcemi můžeme najít takové skvosty, při kterých třeba barva směsi pravidelně osciluje mezi několika stavy. Jiné chemické reakce zase velmi připomínají procesy v živých systémech. Oba tyto případy obvykle označujeme jako samoorganizující se reakce.
Asi nejznámější samoorganizující se chemickou reakcí je tzv. Bělousovova-Žabotinského. Příslušná směs vznikne z kyseliny citrónové, bromidu draselného, kyseliny sírové a iontů céru — právě cér je zřejmě překážkou, která vám zabrání uskutečnit experiment v domácích podmínkách.
Co se stane? Pokud látky smícháme ve správném poměru, roztok bude pravidelně oscilovat mezi žlutou a bílou barvou, která bude odpovídat jednotlivým oxidačním stupňům céru (cerité a ceričité ionty). Pokud by se cér nahradil jinými oxidačně-redukčními činidly, bylo možné pozorovat změny např. od červené do modré.
Kromě barevných oscilací se při reakci budou vyskytovat i další pravidelné vzory, různé barvy mohou dokonce vytvářet zvláštní geometrické struktury — asi nikoho nepřekvapí, že příslušné tvary budou velmi podobné fraktálům.
Podobný oscilátor lze podle knihy Šíp času (Petr Coveney, Roger Highfield) připravit i ze směsi peroxidu vodíku, kyseliny malonové, jodidu draselného, síranu manganistého (poznámka: tato informace působí podivně, může jít buď o poněkud explozivní směs manganistanu draselného s kyselinou sírovou, o neméně explozivní oxid manganistý a nebo o síran manganu s nižším oxidačním číslem – nejspíše síran manganičitý) a kyseliny perchlorové (poznámka: pro realizaci pokusu v praxi by bylo potřeba vědět, jaké látce odpovídá perchlorová kyselina v klasickém českém chemickém názvosloví – s největší pravděpodobností jde o kyselinu chloristou). Zde se barva údajně periodicky mění z modré na žlutou.
Řada chemických reakcí připomíná i chování živých organismů. Tak si lze připravit různé koacerváty, kuličky, které se všelijak nafukují a dělí na menší kuličky. Analogie však samozřejmě není stoprocentní, protože na rozdíl od "skutečně" živých soustav při tom nedochází k nárůstu původní živé hmoty, ale pouze k neustálému zřeďování.
Uvedené případy vzniku uspořádaných struktur jsou podrobně zkoumány především v rámci teorie chaosu. Zajímavý je například vztah těchto systémů ke druhému zákonu termodynamiky, který říká, že entropie (neuspořádanost) systémů s časem roste.
Minimálně v systémech s přítokem energie zvnějšku se však dějí věci, které druhému termodynamickému systému jakoby odporují. Takovým systémem je třeba naše planeta (přítok energie ze Slunce), kde došlo k biologické evoluci, ale v mnohem menší míře třeba i nádoba s kapalinou postavená vedle zdroje tepla. Zde totiž vznikají velmi zajímavé, tzv. voštinové struktury. Ale o těch zase někdy jindy.

autor Pavel Houser