ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворы электролитов из "Омагниченая вода Правда или вымысел" Мы уже знаем, что каждый ион в растворе имеет гидратную оболочку. Хорошо бы знать, сколько молекул НгО способен координировать вокруг себя каждый ион (такое число п называют числом гидратации). Так как ни ионы, ни отдельные молекулы Н2О нельзя увидеть невооруженным глазом, то придуманы способы косвенного определения п таких способов в настоящее время известно свыше двадцати. Производят измерения каких-либо свойств растворов — плотности, поверхностного натяжения, электрической проводимости, скорости звука и др.— и по специально выведенным математическим формулам рассчитывают число гидратации. [c.22] Посмотрим, какую информацию к размышлению можно извлечь из данных о свойствах растворов электролитов. На рис. 5 представлены зависимости шести свойств водных растворов солей одинаковой концентрации (1 моль/м ) от молекулярной массы М растворенного вещества. Взяты соли с общим анионом и разными катионами хлориды лития, натрия, калия, рубидия и цезия. В этом ряду непрерывно возрастает масса соли, возрастает и радиус катионов 0,78 0,98 1,33 1,49 1,65 А. [c.23] Традиционное объяснение состоит в том, что подвижность ионов связывают с их радиусом. Так как радиус иона лития наименьший, то ион должен иметь наибольшее число гидратации п, поэтому, вероятно, подвижность столь сильно гидратированного иона становится малой. Значит, и электрическая проводимость иона лития — наименьшая в данном ряду. Радиус иона натрия несколько больше, число гидратации для него немного меньше, а в результате и электрическая проводимость чуть выше. Рассуждая подобным образом, можно прийти к выводу о непрерывном возрастании электрической проводимости в данном ряду )астворов солей, что, однако, противоречит опыту. Тоэтому традиционное объяснение постулирует одинаковость числа п для ионов калия, рубидия и цезия. Но это противоречит данным о числах гидратации, полученных другими методами. Так, из результатов измерений скорости звука получаются следующие значения п Ь — 4, N8 — 6, — 5, КЬ+ — 3, С8+ —2. [c.24] Третий снизу график для вязкости V. Как и предыдущий, он представляет собой ломаную линию с точкой перегиба у хлорида калия. Вязкость растворов электролитов обычно выше вязкости самой воды, поскольку молекулы НгО, составляющие гидратные оболочки ионов, создают жесткие структуры, препятствующие свободному перемещению соседних слоев жидкости друг относительно друга. Эта так называемая положительная вязкость в относительных величинах (по отношению к вязкости чистой воды) больше единицы. Про растворы, вязкость которых меньше, чем в воде (в относительных величинах — меньше единицы), говорят, что они имеют отрицательную вязкость. Это явление невозможно объяснить без привлечения постулата о заполнении ионами полостей каркаса воды. Положительную вязкость создают положительно гидратированные ионы попадая в полости каркаса, они стабилизируют каркас, затрудняя перемещение ближайших слоев жидкости. Отрицательную вязкость создают отрицательно гидратированные ионы попадая под действием внешних сил в полости, они разрушают каркас, облегчая перемещение ближайших слоев жидкости. [c.25] Что касается поверхностного натяжения а, то для всех пяти солей значение этой величины одинаково, так как оно определяется только анионом, а катионы на поверхностное натяжение раствора не влияют. [c.25] Но если рассматривать ряд солей с одинаковым катионом и разными анионами — например, фториды, хлориды, бромиды и иодиды,— то получим ломаную линию, аналогичную нашей кривой вязкости, только с точкой перегиба у хлоридов. Это соответствует радиусам анионов — 1,33, С1 — 1,81, Вг — 1,96, 1 — 2,20 А. В рассматриваемом ряду фторид-анион — положительно гидратированный, остальные — отрицательно гидратированные. [c.26] Диэлектрическая проницаемость е в растворах меньше, чем в воде, ибо для воды она равна 80, а для кристаллов солей — не более 20. Жесткие структуры гидратных слоев приближают растворы электролитов по упорядочению молекул НгО к твердому состоянию. В растворах с положительно гидратированными ионами лития и натрия диэлектрическая проницаемость меньше, чем в остальных растворах, следовательно, первые два раствора ближе к твердому состоянию. Это можно рассматривать как еще одно доказательство того, что ионы лития и натрия, попадая в полости каркаса, стабилизируются в полостях и стабилизируют сам каркас. График также представляет собой ломаную линию с точкой перегиба у соли калия. [c.26] Аналогичная ломаная линия и для магнитной восприимчивости X — и тоже с точкой перегиба у соли калия. Значит, ион калия находится на границе между положительной и отрицательной гидратацией (при данных условиях, например при 20 °С). [c.26] Есть немало причин, чтобы усомниться, действительно ли вода, прошедшая через магнитное поле невысокой напряженности, изменяет свои свойства. Сомнения возникают из-за трудностей, связанных с объяснением феномена. Ведь поток чистой воды, как было показано в разделе 1.5, на магнит практически не реагирует. Вот если бы вода была ржавая, с частицами ферромагнитных оксидов железа, то на них, очевидно, действовала бы сила Гуи. В этом случае взвешенные частицы оксидов приобрели бы дополнительный импульс, в движение вовлекались бы соседние слои жидкости — вот тогда мы вправе были бы ожидать изменений в системе. [c.27] Разумеется, прежде чем подвергать ревизии сложившиеся теории, надо перепроверить факты о якобы имевших место изменениях свойств воды и растворов. И тут — ах, какой пассаж — далеко не всегда результаты опытов удавалось повторить. Сторонники и противники магнитной обработки вступали в безрезультатный спор. [c.28] Изменили скорость жидкости, а эффекта снова не получили. [c.28] Очистили воду от посторонних ионов. Эффекта по-прежнему нет. [c.28] Уменьшили температуру. Эффекта все равно нет. [c.28] На следующий день Борис Павлович как всегда быстро вошел в лабораторию, осмотрел электромагнит, попросил включить его катушки навстречу друг другу. В две колбы налили кристально чистой воды, одну колбу покрутили над полюсами магнита, другую — в стороне От него. Поставили колбы на плитки и стали ждать, что будет. В ту пору я очень скептически относился к идее магнитной обработки воды — она казалась мне типичным околонаучным шарлатанством. Гатчинскую воду я кипятил много раз и знал, что на стенках колб должен выделяться беловатый слой накипи. Но по мере того, как колбы нагревались, начала проявляться разница между ними в одной — накипь стала привычно нарастать на стенках, в другой — обработанной магнитным полем — вода стала мутно-белой вся накипь выделилась в объеме жидкости. [c.29] Воду вылили, колбы ополоснули соляной кислотой, тщательно вымыли и снова залили водой. Поменяли их местами, одну покрутили в магнитном поле и стали нагревать — и снова тот же результат предварительная обработка магнитным полем вызывает выпадение накипи в виде шлама. Начали эксперимент в третий раз, но теперь Борис Павлович влил часть обработанной воды в колбу с необработанной и поставил ее на плитку. Четко врезалась в память вся обстановка этого мгновения. Темнеющий лес за окном, теплый уют лаборатории, ярко освещенный вытяжной шкаф и мы, напряженно ожидающие, что будет с водой. Вот колба запотела, закипели стекающие капли, пошли из толщи воды пузырьки воздуха, теплее, теплее, вода начала закипать, и вот стала мутнеть — шлам начал образовываться в толще воды. [c.29] Поскольку нам впоследствии придется неоднократно иметь дело с силой Лоренца, напомним, как определяют направление вектора Существует так называемое правило левой руки. Надо расположить левую руку так, чтобы магнитные силовые линии (от северного полюса к южному) входили в ладонь, а направление вытянутых сложенных пальцев показывало путь движения положительного заряда. Тогда отставленный большой палец покажет направление силы Р2. Для отрицательного заряда, очевидно, направление будет противоположным. [c.30] Так как сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно вектору скорости движущейся частицы, то эта сила не создает работы, не изменяет энергии частицы. Первоначальная скорость частицы остается неизменной по абсолютной величине. Поэтому непонятно, как такая сила вообще может что-то изменить в жидкости. Все-таки похоже на фокус... [c.30] На рисунке внешние магниты 2 и 3 изображены одинаковыми, густота магнитных силовых линий между ними также одинакова, а линии симметричны. Кроме того, предполагается, что магниты 2 я 3 установлены столь далеко друг от друга, что между ними нет магнитных силовых линий. В аппаратах для промышленного использования картина магнитных силовых линий гораздо сложнее. [c.31] Рассмотренный аппарат очень прост по конструкции и исполнению. Для жидкости, протекающей по трубопроводу, как будто не создано никаких изменений она течет в том же сосуде, с той же скоростью. Лишь с внешней стороны трубы возникло нечто эфемерное — магнитное поле. Да, стрелка компаса это уловит, но жидкость В трубе Как-то сомнительно... [c.31] В магнитных аппаратах более сложных конструкций схема, изображенная иа рис. 6, как правило, реализуется в качестве одного из рабочих элементов. В промышленных аппаратах используют как постоянные магниты, так и электромагниты. [c.31] Вернуться к основной статье