РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКИ ЕКСПЕРИМЕНТІВ
2.1. Методологічний підхід до трактування результатів досліджень
Аналіз робіт, які стосуються вивчення впливу магнітного поля на воду та водні
системи, показує, що на підставі експериментальних даних різними авторами
робляться суперечливі висновки стосовно механізму дії магнітного поля на воду
та водні розчини, оскільки ці автори виходили з різних початкових засад що до
цього питання. Як наслідок цього існує значна кількість гіпотез, а єдина
теорія, яка могла б пояснити сукупність всіх ефектів дії магнітного поля на
водні системи, відсутня. Згідно даних [173] внаслідок дії магнітного поля
збільшується рухливість молекул води. Крім цього, як показано в роботі [170]
одночасно із збільшенням рухливості молекул зменшується константа дисоціації
води. Це свідчить про зменшення енергії водневих зв’язків між молекулами Н2О.
Тому омагнічену воду, в певній мірі слід розглядати як дещо інший розчинник,
хоча з властивостями, близькими до звичайної води. З таких позицій були оцінені
результати дослідів в даній роботі.
Результати експериментів з вивчення впливу магнітного поля на кінетику
хімічних реакцій, які розглядаються в даній роботі, показують, що ефект
магнітного поля не однозначний по відношенню до реакції різних типів. Так,
швидкість реакції гідролізу сахарози, оцтового ангідриду та сечовини під
впливом магнітного поля зменшується [205], в той час, як швидкість багатьох
окиcно-відновних реакцій внаслідок дії магнітного поля значно зростає
[206-211]. Однак, в залежності від механізму конкретної реакції, магнітне поле
може також сповільнювати окисно-відновні процеси, або не виявляти ніякого
впливу на їх перебіг [208]. Причому, вказані ефекти спостерігаються, як при
внесенні реагентів в попередньо омагнічену воду, так і при дії магнітного поля
на їх розчин.
Вивчення сил, які зумовлюють асоціацію розчинених частинок з молекулами
розчинника, дозволило встановити, що вони мають дуже різну природу і енергетику
[212, 213]. Згідно сучасних уявлень про кінетику хімічних реакцій [214] роль
середовища враховується в явному вигляді у виразі для енергії реагуючої
системи, що рухається вздовж координати, яка характеризує стан розчинника.
Однак, часто в зв’язку з наявністю сильних специфічних взаємодій неможливий
строгий облік всіх факторів, які змінюють вільну енергію частинок, що реагують
в розчині. Тому для прогнозування впливу розчинника на швидкість реакції
використовують різні емпіричні або напівемпіричні параметри “полярності” і
сольватуючої здатності розчинника. Кореляційні рівняння, які містять ці
параметри, дозволяють оцінити відносний вклад різних типів сольватації в
загальний ефект впливу середовища на перебіг реакцій [212]. В загальному
випадку поряд з неспецифічною сольватацією слід враховувати роль водневих
зв’язків, донорно-акцепторних та інших комплексів реагуючих речовин з
розчинником. В залежності від конкретного механізму реакції і природи
розчинника будь-який тип сольватації може виявитися домінуючим і, тим самим,
визначати кінетику реакції в даному середовищі [213].
Фізико-хімічні властивості розчинника відіграють суттєву роль i в процесах
іонного обміну, що також пов’язано із сольватацією (гідратацією) іонів [215,
216]. Складність проблеми вимагає різностороннього підходу, тому в даній роботі
застосовано як різні методи, так і різні об’єкти досліджень.
Поки що не існує одного певного критерію, за яким можна б надійно пояснити
зміни, які відбулися у воді або водній системі після дії на неї магнітного
поля. Всі методи, котрі стосуються цього питання, базуються на порівнянні тих
чи інших властивостей води до та після омагнічування. Деякі методи (наприклад,
протонний магнітний резонанс) можуть вплинути магнітним полем на воду під час
самих вимірювань, про що зазначено в роботі [169]. Тому було доцільно провести
дослідження на різних установках ПМР. І в зв’язку з цим основну увагу було
звернуто на ті методи дослідження, які не пов’язані з додатковим впливом
електромагнітного поля на воду. Це - титриметричний метод аналізу (іонний
обмін), фотометричний і поляриметричний (кінетика хімічних реакцій), а також
рефрактометричний і термографічний.
З літературних даних відомо (див. Розд.1), що ефект магнітної обробки водних
систем залежить від параметрів магнітного поля, режиму обробки і в цілому
носить поліекстремальний характер. Поки що цих даних недостатньо для точних
розрахунків, які б пов’язували параметри магнітного поля, наприклад, градієнт
або частоту, з величиною певного ефекту поля при його дії на водну систему.
Зміни фізико-хімічних властивостей водних розчинів внаслідок магнітної обробки
перш за все залежать від їх природи. Тому на даному етапі досліджень механізму
дії магнітного поля на воду можна проводити лише якісну або напівкількісну
оцінку його дії.
При вивченні кінетики хімічних реакцій традиційними методами, (наприклад,
відбором проб), похибки дослідів у визначенні констант швидкості реакції можуть
становити 15-20%. Тому в даній роботі для проведення дослідів за основу були
взяті методики, які застосовують в аналітичній хімії з використанням
інструментальних методів аналізу з точністю вимірювань ±5–7% [217].
2.2. Чистота води
Зміну фізико-хімічних властивостей води під впливом магнітного поля іноді
пов’язують з наявністю в ній домішок. Автор роботи [218] стверджує, що при дії
магнітного поля на воду “не можна a priori відкидати можливість сильного впливу
будь-яких домішок, зокрема феромагнітних”. Що ж до можливості зміни
властивостей чистої води при її русі в магнітному полі, то автор цитованої
роботи
- Київ+380960830922