Фликкер-шум активированных жидкостей

Исследовали изменение во времени ОВП католита, полученного в катодной камере диафрагменного электролизера с равными объемами катодной и анодной камер (0,75 л) (Пасько, Семенов, 1994). Диэлектрический корпус электролизера имел прямоугольную форму. Катод был выполнен из листового титана и имел прямоугольную форму, анод — из графита в форме прямоугольной пластины, диафрагма — из брезента.

Католит в первом случае получали из бидистиллированной воды, во втором случае — из водопроводной воды. Перед экспериментом поверхности электродов механически очищали и вместе с диафрагмой помещали в раствор соляной кислоты. Затем тщательно промывали водопроводной водой.

За сутки до электрохимической обработки бидистиллята в электролизер наливали деионизованную воду, которую перед началом эксперимента выливали из электролизера. Водопроводную воду перед началом опыта отстаивали в открытом сосуде в течение суток. На электроды подавали постоянное напряжение 600 В при электролизе бидистиллята и 200 В при электролизе водопроводной воды. Время электролиза бидистиллята и водопроводной воды составляло соответственно 30 и 10 мин.

Измерение ОВП во времени проводили с помощью каскадно соединенных рН-673 и КСП-4. К выходным гнездам рН-673 подключали хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1МЗ (опорный электрод), платиновый электрод ЭВП-1 (для измерения Eh) и стеклянный электрод ЭСЛ-63−07 (для измерения рН). Жидкость наливали в стеклянные цилиндрические стаканы объёмом 200 мл. В нее погружали указанные измерительные электроды. Запись ОВП осуществляли на бумажную ленту самописца.

В результате проведения эксперимента установлено, что значение ОВП католита содержит сверхмедленную, изменяющуюся во времени, составляющую. Она имеет S-образную форму и состоит из трех фаз: первой и третьей — относительно медленного роста ОВП во времени и второй — относительно быстрого изменения.

На медленный рост Eh накладываются относительно быстрые сверх низкочастотные электрические и акустические фликкер-шумовые (СНЧ ФШ) колебания, верхние частоты которых не превышают 1 Гц. Подобные СНЧ ФШ колебания генерируют, в частности, биологически активные точки и биологические мембраны.

В анолите при такой схеме измерения наблюдается только плавное изменение ОВП во времени (спектры плавных изменений какихлибо процессов во времени также имеют шумовой характер).

На рис. 7 показаны формы колебаний разности потенциалов Eh между электродами ЭПВ-1 и ЭВЛ-1МЗ, погруженными в католит из бидистиллята (А) и водопроводной воды (б). Из этих рисунков видно, что католит, полученный из бидистиллята, релаксирует значительно быстрее (на рисунках показаны фрагменты колебаний в первый час после приготовления католита из бидистиллята и в четвертый час после приготовления католита из водопроводной воды).

Eh, мВ Eh, мб.

Рис. 7 Формы колебаний Eh между электродами ЭПВ-1 и ЭВЛ-1МЗ, погруженными в католит из бидистиллята (а) и водопроводной воды (б)

На рис. 8 приведены две зависимости Eh от времени релаксации католита, полученного из водопроводной воды в названном электролизере, но при электролизе воды, длившимся 20 мин: кривая 1 — при открытом доступе воздуха в стакан к католиту, кривая 2 — при изолированном католите от воздуха. Доступ воздуха перекрывали полиэтиленовой плёнкой, имевшей форму круга с двумя отверстиями под измерительные электроды (пленка прилегала как к внутренней поверхности стеклянного стакана, так и к внешней поверхности измерительных электродов). Поверх полиэтиленовой пленки наливали слой растительного масла.

Из рис. 8 следует, что при «длительном» времени электролиза водопроводной воды образуется более устойчивая структура жидкости, чем при «нормальном» времени электролиза. Изоляция католита от воздуха (кислорода воздуха) существенно замедляет релаксацию католита, в том числе и в первую фазу релаксации.

Барботирование католита кислородом (0₂) в считанные минуты приводит значение ОВП католита к значению ОВП исходной воды.

На рис. 2.9 показана форма колебаний Eh смеси католита и анолита при значении рН, равном значению рН исходной воды (7,2). Амплитуда колебаний Eh во время четвертого часа релаксации достигла 20 мВ. Смесь католита релаксирует медленнее, чем католит.

Если быстро заморозить католит и анолит (за время, не превышающее длительность медленной стадии релаксации), то свойства католита и анолита сохранятся. В частности, при размораживании католита в жидкости будут происходить СНЧ ФШ колебания несколько меньшей амплитуды, чем в исходном католите (при некотором смещении значения ОВП в положительном направлении).

В зависимости ОВП католйта и смеси католита с анолитом от времени есть составляющие ФШ, образуемые на границах с платиной. При этом Pt, по-видимому, ведет себя как катализатор. Амплитуды ФШ колебаний в католите достигают 100 мВ и более, в смеси католита и анолита — 20 мВ.

Если снимать ФШ-колебания в католите с помощью двух малошумящих хлорсеребряных электродов ЭВЛ-1МЗ, то амплитуды ФШколебаний становятся всего сотни мкВ. Поэтому, на наш взгляд, платиновый электрод не подходит для снятия значений Eh электрохимически активированных жидкостей.

На рис. 10 приведена зависимость разности потенциалов между двумя хлорсеребряными электродами ЭВЛ-1МЗ, находящимися в католите из водопроводной воды, от времени (первый час релаксации жидкости).

Рис. 10 Зависимость разности потенциалов между двумя хлорсеребряными электродами, находящимися в католите из водопроводной воды, от времени (первый час релаксации)

Схема снятия ФШ-колебаний с помощью двух хлорсеребряных электродов, отличалась от схемы снятия ФШ колебаний с помощью одного хлорсеребряного и одного платинового электрода тем, что дополнительно между рН-673 и КСП-4 включали усилитель микровольтмикроамперметр Ф116/2. Антиоксиданты, получаемые из католита, генерировали ФШ-колебания, амплитуда которых достигала порядка 100 мкВ.

Большое внимание вопросам активации воды уделяется в журнале «Вода: химия и экология» .