Системы электрической активации воды

 

Системы электрической активации воды работают на принципе индуцированного внешним электрическим воздействием направленного отклонения активности электронов в водной среде от равновесного состояния. В электрохимической системе переносчиками заряда через границу раздела фаз «электрод-элекролит», являются электроны (см. рис.1).

 

 

Рис. 1. Схема электроактивации воды.

К – катод; А – анод; Меⁿ⁺ – ионы металла;

М – полупроницаемая мембрана;

1 – катодная камера; 2 – анодная камера.

 

В результате электрической обработки пресной или слабоминерализованной воды в катодной камере вода приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворимых солей в гидроксиды. Ее ОВП резко понижается (становится отрицательным, достигая максимально – (800-1000) мВ, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенного кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, сводных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность.

Образуются трудно растворимые карбонаты кальция и магния из находящихся в исходной воде растворенных соединений этих металлов. Ионы тяжелых металлов, железа превращаются в нерастворимые гидроксиды и выпадают в осадок.

В анодной камере кислотность воды увеличивается, ОВП возрастает (до 1000 – 1200 мВ), электропроводность увеличивается, повышается содержание кислорода, хлора, азота.

Физика процесса активации воды

 

При наложении разности потенциалов объем воды между электродами подвергается воздействию электрического поля, и через электролит начинает протекает электрический ток.

Электроактивация воды основана на переносе ионов и электронов через полупроницаемую мембрану, помещенную в раствор электролита, при создании в жидкости разности потенциалов по обе стороны мембраны. В процессе электроактивации в катодной камере получается католит - щелочная («живая») вода, в анодной – анолит, кислотная («мертвая») вода.

В катодной камере вода обогащается высокоактивными восстановителями, что приводит к образованию нерастворимых гидроксидов металлов, которые выпадают в осадок

Meⁿ⁺ + nОН^– → Me(ОН)_n.

Гидроксиды легких металлов (Na, K) не выпадают в осадок и остаются в растворенном виде – 100%.

Кроме того, в катодной камере происходит прямое восстановление многозарядных катионов (т.е, осаждения молекул металлов):

Meⁿ⁺ + ne → Me^о.

Эти процессы снижают токсичность воды, обусловленную наличием ионов тяжелых металлов, во много раз.

Redox-потенциал катодной воды может достигать значения – 800мВ (его терапевтическое значение – около - 400мВ). Последняя величина хорошо согласуется с Redox-потенциалом внутренней среды организма человека. Таким образом, без каких-либо химических добавок, при сохранении полной биосовместимости вода превращается в эффективный антиоксидант*.

В анодной камере вода насыщается высокоэффективными окислителями. Известно [31], что из всех процессов разрушения органических веществ в воде наиболее мощным является электролитическое окисление у анода. Образующиеся в процессе электролиза (деструкция микроорганизмов, распад солей), а растворенные в воде газы (СО₂, SO₂, NO₂, N₂, H₂S, Cl₂, O₂, Н₂) улетучиваются в приэлектродной зоне.

Высокий Redox-потенциал и особые формы соединений активного хлора, образующиеся на аноде и участвующие в реакциях окисления, исключают образование токсичных хлорорганических веществ и обеспечивают полную окислительную деструкцию диоксинов (С₁₂Н₄О₂Сl₄).

При электролизе воды с инертным анодом (графит, «Экосил») на электродах происходит окисление и восстановление молекул воды согласно реакциям:

на катоде 2Н₂О + 2е → Н₂ + 2ОН^–,

2Н₂О +2Na ⁺ +2е → 2Na OH+ Н₂ .

 

на аноде 2Н₂О – 4е → О₂ + 4Н⁺.

При наличии в воде цианидов происходит процесс их окисления озоном:

NH₂CONH₂+O₃ → N₂+CO₂+2H₂O.

Озон окисляет двухвалентное железо и марганец:

Mn²⁺+O₃+H₂O → MnO₂+O₂+2H⁺;

2Fe²⁺+O₃+3 H₂O → 2 Fe(OH)₃,

 

получаемое трехвалентное железо в виде гидроокиси выпадает в осадок.

Тетраэтил свинца Pb(C₂ H₅)₄ также окисляется:

Pb(C₂ H₅)₄ + 2O₃→ PbO₂ +4CH₃CHO.

Высокоактивные окислители атакуют органические соединения и приводят к полной их деструкции (в т.ч. нитратов, нитритов, гербицидов, ядохимикатов). Например, хлорфенол распадается в соответствии с реакцией:

C₆H₅OCl + 26OH-26С→ 6CO₂+15H₂O+HCl

Благодаря насыщению катодной камеры гидроксильными группами ОН^- здесь получается щелочная вода, а анодной ионами водорода Н⁺ - кислотная вода.

 

---

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 390; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!