Изменение свойств воды в зависимости от содержания водорода и кислорода

Голосовать ПРОТИВ (-1 балл)Голосовать ЗА (+1 балл) (Пока нет голосов)
Загрузка...

Методы регулирования концентрации кислорода в воде

Сравнительный анализ существующих методов увеличения концентрации кислорода в воде

Первым известным из истории методом насыщения воды кислородом стал электролиз. На практике его производили в сосуде, разделенном с помощью пропускающей воду мембраны на две части с разными электродами: анодную и катодную.

В той половине, куда был помещен катод, происходило выделение атомарного водорода, который уменьшал концентрацию кислорода в катодном пространстве из-за быстрой реакции с кислородсодержащими частицами. В той половине сосуда, где находился анод, вода, наоборот, обогащалась кислородом за счет его выделения.

На ранних этапах применения этого процесса реализовывался он довольно примитивно с технической точки зрения. В качестве материала для электродов использовали недорогие и доступные материалы (нержавеющую сталь, алюминий и подобные металлы), а рабочее напряжение составляло 220 В. При этом полностью игнорировался другой сопровождающий насыщение воды кислородом процесс – выделение компонентов анода. Ионы металла, из которого он сделан, согласно законам электролиза Фарадея попадали в раствор в анодном пространстве и далее распространялись по всему сосуду, не задерживаясь проницаемой для воды перегородкой. Хотя концентрация примесей, появляющихся в воде при этом методе, сравнительно невелика, они все равно могут представлять опасность для здоровья, ведь ее пьют регулярно и в больших объемах.

Изменять материал катода в такой ситуации смысла не имеет, поскольку его частицы не выделяются

Дальнейшее развитие метода электролиза происходило с учетом этого процесса. В качестве материала анода стали использовать более стойкие вещества, которые не должны были загрязнять воду из-за своей инертности: благородные золото и металлы платиновой группы, а также титан и графит. Их высокая стоимость заставила прибегнуть к следующей уловке: основой для электрода по-прежнему служил недорогой материал, а нужные свойства ему обеспечивало стойкое покрытие. Считалось, что при таком методе обогащения воды кислородом составляющие анода не будут растворяться. Однако это заключение было справедливо далеко не для всех условий.

Для лучшего понимания того, почему так происходит, нужно разобраться с теорией процесса, изученной Нернстом. Он нашел закономерность, по которой происходит выделение ионов металла в раствор и восстановление их до металлической формы во время электролиза, и впервые смог измерить это свойство количественно. Ряд стандартных электродных потенциалов показывает способность каждого металла к этим процессам в порядке убывания. Так, первые его элементы взаимодействуют с водой сами по себе, а последние – требуют для этого небольшого внешнего напряжения (порядка 1,5 В).

Какой вывод можно сделать из этих данных? Покрытый платиной электрод, к которому приложено напряжение в 220 В, что гораздо больше, чем его электродный потенциал, просто не сможет не начать растворяться в воде при электролизе. А поскольку это покрытие нанесено довольно тонким слоем, оно довольно быстро истощится. Вначале вы получите воду с примесями платины, а затем – с ионами металла, служащего основой для электрода (железа, никеля, хрома, ванадия и т. п.).

Не меньше вопросов, чем использование вышеописанных материалов, вызывает и применение алюминиевых электродов, как это было сделано в электролизере БСЛ-МЕД-1. Питьевая вода, полученная с его помощью, может представлять опасность для здоровья. Это подтверждает тот факт, что в России посуду из алюминия нельзя использовать в детских учреждениях, а в Европе и США она вообще запрещена.

Так же смотрите:

Добавить отзыв