Оглавление
АННОТАЦИЯ
Ковтун М.А., Физико-химические
свойства активированной воды.
Челябинск:
ЮУрГУ, ЭТТ-209, 31 с,
библиогр.список – 20
наим.
Цель работы – закрепить теоретические
и практические знания по физико-химическим
и биологическим основам производства
мяса и мясопродуктов, а так же, рассмотреть
физико-химические свойства активированной
воды.
ВВЕДЕНИЕ
Активированная вода, именуемая
иногда в обиходе «живой»
и «мертвой» водой.
Биологическая материя в значительной
степени состоит из воды. Поэтому
анализ феномена электрохимической
активации (ЭХА) применительно к
физиологии, биохимии, биотехнологии
и к смежным областям знаний непосредственно
связан с вопросом о роли водных сред в
жизни биологических объектов от уровня
биологических молекул до многоклеточны.
Вода в живых тканях является
наиболее универсальной общей субстанцией
для внутренних экологических подсистем,
а в отношении целостного организма вода,
при приеме ее внутрь, после всасывания
оказывается прямым физическим продолжением
внешней среды.
Большая часть биологических
молекул в живом организме функционирует,
находясь в воде. Этим определяется интерес
к взаимодействию воды с различными органическими
и неорганическими компонентами.
До недавнего времени считалось,
что в биохимическом отношении вода сама
по себе пассивна и преимущественно играет
роль механического растворителя и наполнителя
водного сектора, в котором происходят
многочисленные активные превращения
веществ. При этом биологическая (микроэкологическая)
совместимость клеток и околоклеточной
среды ставилась в зависимость от всевозможных
концентрационных соотношений между клеткой
и ее окружением.
Активированная вода способствует
разрыхлению накипи на паровых котлах,
ускоряет проращивание семян, увеличивает
привесы при поении телят, поросят, бройлеров
и т.д. Все это происходит и после магнитной
обработки воды, и после воздействия на
нее светом, звуком, электрическим полем
и даже после предварительного перемешивания.
То есть конечный технологический эффект
не отражает специфику активирующего
фактора. Соответственно природа активации
водных сред оказалась труднообъяснимой,
граничащей едва ли не с метафизикой.
- ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АКТИВИРОВАННОЙ
ВОДЫ
Внутренняя среда организма
представляет собой совокупность воднобелковых
растворов или биологических
жидкостей (кровь, лимфа, межклеточная
тканевая среда), рассматриваемых относительно
клеток и других структурных объектов
внутри него.
По выражению Клода Бернара
(1865) внутренняя среда характеризуется
тем, что именно в ней «живут элементарные
части организма». Поскольку речь идет
о среде обитания клеток, для дальнейшего
анализа данной проблемы воспользуемся
экологическим подходом, предложенным
И.В.Давыдовским (1962) при толковании форм
взаимодействия внешних и внутренних
причинных факторов патологии с макроорганизмом.
Экологическое понимание внешней
среды означает смещение акцентов исследования
в сферу комплексного воздействия на организм
физико-химических, биологических, информационных
и даже космических факторов, окружающих
организм непосредственно и находящихся
с ним в динамическом взаимодействии.
Аналогичным образом клетки
внутри организма непосредственно контактируют
со сложными водноминеральными и белковыми
растворами, а также с другими клетками.
Клетка и ее околоклеточная среда - это
и есть внутренняя микроэкологическая
система или подсистема.
Граница между макро- или микробиологическим
объектом и окружающей его средой определяется
факторами сегрегации или материальными
структурами, образующими границу, которая
разделяет вещества и субстраты на те,
которые находятся вне объекта или внутри
его.
Подобное разделение в большинстве
случаев условно, и в наибольшей мере эта
условность относится к воде. Животная
ткань на 70% состоит из воды, легко
проникающей через все биологические
барьеры и образующей в организме как
бы
единый субстанциональный континуум,
именуемый водным сектором внутренней
среды.
Простейший одноклеточный организм,
например, инфузория, или отдельно
культивируемая клетка способны
жить в водных средах (естественных или
искусственных) только в определенных
диапазонах концентраций различных веществ,
элементов, а также в определенных границах
рН, окислительно-восстановительного
потенциала (ОВП) и температуры.
Сходные экологические ограничения
существуют относительно клеток в составе
органов и тканей животных и растений.
Однако макро- и микроэкологическая роль
структуры воды игнорировалась, и даже
постановка вопроса о структурированной
воде и связанных с ней физиологических
эффектах рассматривалась как нечто апокрифическое.
Тем не менее, версия о принципиальной
возможности изменения свойств воды безреагентным
методом за счет ее структурной перестройки
получила довольно широкое распространение
около 30 лет назад главным образом в связи
с накоплением экспериментальных данных
о воде омагниченной, то есть подвергнутой
обработке в магнитном поле.
Обычная вода, подвергнутая
омагничиванию, озвучиванию, взбалтыванию,
освещению, нагреванию или охлаждению,
замораживанию с последующим оттаиванием,
приобретает новые качества, влияющие
на кинетику происходящих в ней химических
реакций, меняющих ее растворяющие, отмывающие
свойства, а также биологическую и лечебную
активность. Замечено, что при совершенно
различных воздействиях из числа перечисленных
выше изменения свойств воды проявляют
одинаковую качественную направленность,
что дало
повод именовать такую воду
активированной.
Всевозможные термины типа
«живой», «мертвой», «зараженной», «энергизированной»
воды сами по себе ясности не добавили.
Поэтому обозначим предмет дальнейшего
обсуждения более четко. Под активацией
воды и других жидкостей далее будет подразумеваться
сумма явлений, эффектов или новых свойств
вещества, возникающая благодаря применению
технических приемов управления реакционной
способностью веществ (в том числе воды)
без изменения их элементного химического
состава.
Активированной можно назвать
любую субстанцию, в которой в результате
внешних воздействий запас внутренней
энергии оказывается неравновесными для
данных значений температуры и давления.
Активация – это длительно существующее
неравновесное состояние. В основе такого
рода состояний лежит изначальная способность
материи к многовариантности структурирования
в зависимости от физических и химических
условий. Атомная структура молекулы определяется
взаимным расположением ядер атомов, межъядерными
расстояниями и валентными углами. Многие
молекулы при температуре выше абсолютного
нуля обладают бесконечным разнообразием
атомных структур, обусловленных колебаниями
атомных ядер и свободным вращением отдельных
фрагментов молекул вокруг одинарных
σ-связей, которые образуются в результате
перекрывания электронных орбиталей по
линии, соединяющей ядра атомов.
Длительно существующие неравновесные
состояния в водных растворах – обычное
явление. Заново приготовленный раствор
годен к применению только через 2–3 суток
пассивного стояния. В течение указанного
времени его свойства стабилизируются,
хотя равномерность разведения вещества
достигается практически мгновенно при
интенсивном перемешивании в момент разведения.
Структурные преобразования молекул растворенного
вещества продолжаются десятки часов
и за это время реакционная способность
раствора постепенно изменяется вплоть
до наступления стабилизации.
Оценка степени активации водных
и других жидких сред производится по
косвенным данным, в частности, на основании
конечного технологического эффекта,
полученного при обработке активированной
жидкостью какого-либо объекта, в том числе
биологического. При этом открывается
широкое поле для догадок и гипотез.
Активация воды при таянии льда
и дальнейшем нагревании талой воды объясняется
разрушением структурных ассоциатов типа
(Н2О)х, где х – неопределенное число, возрастающее
от 3 до нескольких десятков в ассоциатах-кластерах,
образующихся в ледяной воде в области
точки замерзания. Ассоциация заряженных
дипольных молекул воды в кластерах осуществляется
за счет сил Ван-дер-Ваальса, энергия которых
невелика (8–20 кДж/моль) и не препятствует
разрушению ассоциатов при относительно
слабых воздействиях. После разрушения
ассоциатов в водной среде при нагревании
появляются в большом количестве мономолекулы
Н2О, более активные в химическом отношении.
По этой версии активация обусловлена
де структурированием воды. Впредь до
получения более четких данных о природе
активации жидких сред под активацией
воды и водных растворов будем понимать
появление у них аномальной реакционной
способности и аномальных характеристик
в результате безреагентных воздействий.
- ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ
Понятие «электрохимическая
активация» появилось впервые в публикациях
ташкентской группы исследователей, работавших
над этой проблемой с 1974 г. Существует
предварительная версия о соотношении
понятий электролиза и ЭХА. Ее суть заключается
в следующем: разложение воды электричеством
представляет собой физико-химическую
модификацию состава водной среды с появлением
в ней ионов Н+, ОН-, гидратов окисей металлов,
кислот, перекисных соединений и радикалов,
свободного хлора, озона, перекиси водорода,
аниона гипохлорита и т.д.
ЭХА в свою очередь означает
приобретение модифицированной водной
средой таких свойств, которые выходят
за рамки чисто химических превращений.
Если взять продукты электролиза в чистом
виде и растворить их в дистиллированной
воде, то будет достигнута имитация электролиза,
но не ЭХА. В случае электролиза водно-минеральной
среды происходят многочисленные, многообразные,
в значительной степени уникальные реакции. Чистые
продукты этих реакций в полном наборе
нельзя приобрести в магазине химреативов
(то
есть их нельзя подвергнуть
выделению и фасовке), так как многие из
них синтезируются исключительно в условиях
электрохимического реактора и существуют
только в ЭХА-средах в совокупности с другими
компонентами электрохимического синтеза.
Окислительно-восстановительные
характеристики ЭХА-воды или ЭХА-растворов
оказываются не только невоспроизводимыми
имитационным путем, но и не могут быть
предвычислены на основе известных физико-химических
предпосылок. Так значения ОВП обычных
(неактивированных) химических растворов
определяются соотношением в них концентраций
восстановленных (электронодонорных)
и окисленных (электроноакцепторных) химических
форм. Если в дистиллированной воде в заданных
пропорциях растворить восстановленную
и окисленную формы какого-либо соединения,
то образуется химическая редокс-пара.
При погружении в этот раствор системы
разнородных электродов (например, платинового
и хлор-серебряного) без каких-либо перегородок
в межэлектродном пространстве между
этими электродами возникнет электрический
потенциал. Данный потенциал будет меняться
вполне предсказуемым образом при искусственных
изменениях отношений компонент редокс-пары
путем внесения в среду соответствующих
реактивов. Если же в такую химическую
систему внести в избытке сильный восстановитель
или окислитель иного молекулярного состава,
то буферная емкость ранее существовавшей
редокс-пары окажется исчерпанной. Соответственно
ОВП полученной смеси будет характеризовать
крайние степени восстановления (при избытке
восстановителя) или окисления (при избытке
окислителя), то есть милливольтметр зарегистрирует
ОВП, типичный для концентрированных сильных
восстановителей или окислителей. В этом
случае ОВП легко вычислить с помощью
несложных расчетов.
При электролизе водно-солевых
сред с высоким уровнем минерализации
значительные сдвиги рН и ОВП можно объяснить
за счет электрохимического синтеза больших
масс кислот и щелочей. Однако по мере
усовершенствования технических средств
электрохимической обработки водных сред
сконструированы электролизеры диафрагменного
типа, позволяющие производить униполярную
(анодную и (или) катодную) обработку воды
с низким фоном минерализации 0,01 – 0,2 г/л.
При таких условиях высокие концентрации
кислых или основных продуктов электролиза
не могут быть достигнуты. Тем не менее
при анодной и (или) катодной обработки
пресной, ультрапресной и даже дистиллированной
воды получается анолит и католит, тождественные
по характеристикам рН и ОВП исключительно
крепким неактивированным растворам кислот
и щелочей. При этом в анолите и в католите
получаются такие сочетания рН и ОВП, которые
вообще не могут быть смоделированы в
обычных химических растворах, не подвергавшихся
электрохимическим воздействиям. Это
и есть одно из наиболее ярких аномальных
свойств ЭХА-воды, обнаруженное в
исследованиях ташкентской
группы.
Активация подразумевает усиление
электронодонорных или электроноакцепторных
свойств водно-минеральных сред или воды,
выражающихся в обмене энергией между
раствором или водой с веществом электрода
на основе переноса свободных электронов.
Водные растворы могут считаться
активированными только в течение периода
существования аномальных свойств или
времени релаксации, по завершении которого
признаки аномальности исчезают и в жидкой
среде устанавливается классическое термодинамическое
равновесие, сопровождающееся переходом
к типичной для обычных (неактивированных)
химических растворов функциональной
зависимости рН и ОВП.
Биокаталитическая активность
ЭХА-растворов также относится к числу
их аномальных характеристик, что создает
предпосылки безреагентного, безмедикаментозного
управления биологическими процессами.
В 1985 г. представление об ЭХА,
как о новом классе физико-химических
явлений, составляющих основу специального
научно-технического направления, было
сформулировано В.М.Бахиром, что способствовало
началу широкой серии исследований по
данному вопросу. Значимость феномена
ЭХА для учения о физиологическом гомеостазе
определяется расширением возможности
биофизического управления тонкой структурной
организацией воды в составе живых тканей
и процессами электронного обмена в биологических
субстратах.
- ОТКРЫТИЕ «ЖИВОЙ» И «МЕРТВОЙ» ВОДЫ
Открытие лечебных свойств активированной
воды было совершено в 1974 году. Это произошло
сначала в бывшем Советском Союзе, а некоторое
время спустя в Англии, Америке, Японии
и других странах Европы. Вода, полученная
в процессе электролиза (через которую
пропущен электрический ток), способна
лечить различные по своей природе заболевания
– от банального насморка до тяжелейшего
недуга – сахарного диабета.