ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностное натяжение и адсорбция. Растворение. Кристаллизация. Полимеризация. Смачивание. Коагуляция Испарение. Электрохимические эффекты. Ионный обмен Биологические системы из "Омагничивание водных систем" Изучение влияния электромагнитных полей на оптические свойства водных систем представляет большой интерес не только потому, что они являются одной из физических характеристик системы, но и потому что оптические свойства воды можно измерять при минимальных на нее воздействиях и с минимальным риском изменения этой лабильной системы в процессе измерения. [c.23] Первые наши работы в этой области дали положительные результаты [31]. Экстинкцию в зависимости от длины волны определяли на монохроматоре УМ-2 с использованием фотоумножителя ФЭУ-29 и чувствительного гальванометра фирмы Цейсс. Обработке подвергали дистиллированную воду (электропроводность 2 мСм-м- , пропускаемую со скоростью 0,6 м/с через девять магнитных полей при разной их напряженности— от О до 120 кА/м (от О до 1500 Э). Через 10 мин после начала опыта снимали спектры поглощения. Опыты воспроизводили многократно. Отмечено значительное (до 30%) изменение экстинкции света водой с четкой периодической зависимостью от напряженности поля. Максимум абсорбции света зафиксирован при одной и той же длине волны. Поскольку порог чувствительности данного метода к примесям определяется их концентрацией выше 10- %, а в испытуемой воде их было меньше, можно предполагать, что объемноструктурные свойства этого сильно разбавленного водного раствора претерпевают изменение. [c.24] Эти результаты были проверены М. Л. Михельсоном с сотрудниками [32, с. 78—83]. Измеряя спектрофотометром СФ-4а экстинкцию в интервале волн 220—1100 нм, они установили, что магнитная обработка различно влияет на свойства дистиллированной и технической воды, причем в первом случае свойства изменяются в большей степени. Для дистиллята экстинкция в ультрафиолетовой части спектра убывает, а для технической воды — возрастает. [c.24] Как видно из данных табл. 1, экстинкция света сильно зависит от степени чистоты бидистиллята, содержащего воздух. Кипячение приводит к уменьшению экстинкции, замораживание—к некоторому ее увеличению. После магнитной обработки экстинкция света водой во всех случаях увеличивается. В абсолютных единицах наибольшая экстинкция свойственна омагниченной воде после замораживания — оттаивания. Но прирост экстинкции больше всего заметен после обработки кипяченой воды. Возможно, это связано с влиянием процесса растворения газов, делающего систему менее устойчивой. [c.25] Причины описанного изменения экстинкции света водой после магнитной обработки требуют дальнейшего изучения. [c.25] Эти данные позволяют полагать, что магнитная обработка стимулирует образование ассоциатов ионов (что может приводить к уменьшению количества воды, связанной ионами и находящейся в их гидратных оболочках). [c.26] Лопырев, В. И. Миненко и др.). Но эти высказывания носили предположительный характер [34] и нуждались в экспериментальном подтверждении. [c.27] Гидратация ионов оказывает очень сильное влияние на свойства растворов и кинетику многих физико-химических (и, следовательно, технологических и биологических) процессов. Поэтому установление влияния магнитной обработки растворов на гидратацию ионов имеет принципиальное значение. Количественно оценить степень гидратации ионов можно по теплоте гидратации (изменению энтальпии), изобарно-изотермическому потенциалу, энтропии, энергии активации самодиффузии молекул воды, ванфлековскому парамагнетизму и др. Пока имеются результаты только двух довольно надежных экспериментальных исследований, свидетельствующих о том, что магнитная обработка заметно влияет на гидратацию ионов. [c.27] УЗАС-7, определяли скорость распространения ультразвуковых волн в термостатированном растворе. Одновременно определяли плотность раствора, необходимую для расчета. Опыты проводили с хлоридами лития, калия, магния, кальция, железа и др. [c.28] Экспериментально установлено, что электромагнитная обработка заметно влияет на гидратацию ионов. При этом гидратация диамагнитных ионов уменьшается что же касается парамагнитных ионов, то для них наблюдается тенденция к увеличению гидратации. Значительные изменения гидратации ионов наблюдаются в разбавленных растворах, в которых присутствуют ионы — стабилизаторы структуры наиболее гидрофильные ионы, (Ь1+, Mg2+, Са +) и ионы, способные к образованию комплексов с водой (Ре +, N1 , Си2+) . В. С. Духанин и Н. Г. Ключников пришли к выводу, что омагничивание приводит к некоторому разрыхлению структуры воды, сопровождаемому ее упорядочением и увеличением числа долгоживущих мерцающих групп. [c.28] Различное изменение гидратации диа- и парамагнитных ионов можно попытаться связать с изменением структуры чистой воды. Если ионы обладают диамагнитными свойствами (как и растворитель—вода), то степень гидратации ионов по мере упрочнения структуры воды будет уменьшаться. Ионы с большей диамагнитной восприимчивостью (К+, Сз+) разрушают структуру воды и почти не влияют на изменение ее свойств после магнитной обработки. Таким образом, в этом процессе большая роль принадлежит не только отдельным видам ионов, но и их сочетаниям. [c.28] Для приготовления раствора бикарбоната кальция СаО хч растворяли в дистилляте (тройная перегонка в режиме парения, удельная электропроводность 0,15 мСм-м- при 18 °С), через который пропускали двуокись углерода. Необходимая концентрация Са(НСОзЬ достигалась последующим разбавлением. Коллоидный раствор железа получали фильтрацией суспензии измельченного магнетита, приготовленной на том же дистилляте. Содержание железа контролировали по диамагнитной восприимчивости, которая для приготовленного раствора была на 15% меньше восприимчивости дистиллята. [c.29] Электромагнитную активацию воды и растворов осуществляли в устройстве трансформаторного типа при скорости течения жидкости 0,6 м/с и напряженности поля 135 кА/м (1700 Э). При выборе оптимального режима активации руководствовались изменением магнитной восприимчивости водных систем. [c.29] Ширину линий резонансного поглощения ПМР исследуемых водных систем измеряли спектрометром широких линий типа РЯ-2301 (разрешающая способность 2-10- , чувствительность 4-1020 ядер дейтерия при отношении сигнал—шум 50 1) при рабочей частоте 40 МГц. Результаты измерений спектров исходных и активированных водных систем, записанные через 5 и 30 мин после активации, приведены в табл. 2. Каждое приведенное значение ширины линии и стандартной ошибки является средним, вычисленным по семи спектрам. [c.29] Уширение линии резонансного поглощения в коллоидном растворе ферромагнитных окислов железа объясняется появлением неоднородностей в магнитном поле спектрометра. Электромагнитная активация, вызывающая намагничение и коагуляцию частиц, приводит к резкому уширению сигнала ПМР, а укрупнение ферромагнитных частиц обусловливает более заметную локальную неоднородность поля. Однако коагуляция приводит к тому, что такой коллоидный раствор становится неустойчивым укрупненные частицы, по-видимому, выпадают из раствора, так как через 30 мин ширина резонансной линии становится близкой к ширине линии дистиллята. [c.30] Несмотря на то, что электромагнитная активация в обоих случаях приводит к сужению линии ПМР, сужение резонансной линии природной воды сразу после активации (аналогично сужению линии для раствора бикарбоната кальция) говорит о том, что основную роль в механизме активации играет дегидратация ионов. [c.30] Искажение квазикристаллической решетки приводит к появлению большего числа мономерных подвижных молекул растворителя. Это соответствует представлениям О. Я. Самойлова об отрицательной ближней гидратации некоторых ионов. К таким ионам относится, очевидно, ион НСО-, так как гидратация иона Са + происходит так же, как обычно, т. е. подвижность молекул воды вблизи иона Са + уменьшается. [c.31] Электромагнитная активация раствора приводит к дополнительному сдвигу сигнала ПМР в сторону сильного поля, что эквивалентно появлению дополнительного значительного количества мономерных молекул. Изменение химического сдвига после электромагнитной активации раствора Са(НСОз)г может быть вызвано рядом причин. Изменение диамагнитной восприимчивости раствора в этом случае не является такой причиной. В табл. 3 приведен также химический сдвиг, скорректированный с учетом магнитной восприимчивости раствора, измерения которой проводили одновременно. [c.32] Таким образом, изменение химического сдвига не может быть следствием изменения концентрации ионов НСО - и Са + в растворе, так как результаты определения содержания бикарбоната кальция в растворе показали, что концентрация ионов НСОз и Са + при данном режиме активации оставалась неизменной. [c.32] Вернуться к основной статье