1.3. Разновидности воды
Структурные свойства воды и существование нескольких изотопов кислорода и водорода являются причиной того, что вода может образовывать много физико-химических разновидностей. Вот некоторые из них.
Представления об активированной воде
Опыты новосибирских ученых (Ф.А.Летников и др.) по обработке воды в автоклавах при температурах 300-400 ºС и давлениях до 100 МПа показали, что при этом усиливается растворяющая способность воды по многим минералам (к сульфидам, гипсу, кварцу), уменьшается рН, увеличивается электропроводность. Влияние температуры и давления на изменение структур воды навели специалистов на мысль о возможности имитации свойств воды, находящейся на больших глубинах (т.е. при высоких температурах и давлениях), и привели к открытию так называемой активированной воды. После обработки воды в автоклавах Обнаружение активированного состояния у воды термальных минеральных источников наводит мысль о том, что целебные свойства некоторых типов минеральных вод могут быть связаны не только с их химическим составом, но и с повышением биологической активности воды при ее активации. Открытие явления активации не только позволяет объяснить некоторые свойства гидротермальных растворов, но и открывает перспективы искусственного приготовления минеральных вод.
Влияние электрического поля
При помещении воды в электрическое поле могут произойти определенные изменения ее структуры. Так, электрический ток ослабляет структурные связи, и после обработки воды переменным электрическим током скорость испарения увеличивается по имеющимся немногочисленным данным на 11-18 %). Замечено влияние электрических полей на интенсивность поглощения водой световых лучей.
Влияние магнитного поля
Положительное воздействие на человеческий организм воды, побывавшей в магнитном поле, было замечено еще в средние века. В 1945 г. бельгийский инженер Т. Вермайерн запатентовал простой способ уменьшения интенсивности образования накипи в паровых котлах с помощью предварительной магнитной обработки воды. В настоящее время этот метод борьбы с накипью находит очень широкое применение. Достаточно сослаться на опыт многих ТЭЦ (Ростовская, Астраханская и др.), ГРЭС (Симферопольская, Саратовская), заводов, шахт и других предприятий.
При замачивании семян многих сельскохозяйственных культур, цветов и фруктов омагниченной водой резко возрастает их всхожесть. В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются даже специальные устройства для омагничивания воды, рекомендуемые сельскохозяйственным предприятиям и садоводам.
Вода-II. В начале 60-х годов XX в. Н.Н. Федякин обнаружил чрезвычайно интересное явление: при конденсировании паров воды в тонких кварцевых капиллярах диаметром 5-20 мкм) образуется жидкость, которая по свойствам значительно отличается от обычной воды. Позднее эта жидкость, названная вода-II, изучалась крупными российскими и зарубежными исследователями, в частности большим коллективом ученых во главе с Б.В. Дерягиным. Было обнаружено, что вода-II представляет собой вязкую жидкость с плотностью около 1 г/см3 и показателем преломления 1,49 (против 1,33 для обычной воды). Эта жидкость переходит в твердое состояние при охлаждении до минус 35÷40 ºС без скачка объема. Температура кипения воды-II при атмосферном давлении примерно 250 ºС. Вода-II обладает уникальным инфракрасным спектром поглощения, не отвечающим ни одному из известных веществ. Модифицированное состояние полученного вещества устойчиво и сохраняется при перегонке (эта процедура была использована для укрупнения порций воды-II). Было доказано, что вновь полученное вещество строго отвечает формуле Н2О; кварц, видимо, выполняет роль катализатора при синтезе воды-II.
Исследование воды-II привело Б.В. Дерягина и его сотрудников к выводу о возможности существования особого типа прочной молекулярной связи между водородом и кислородом, формирующей полимеры, состоящие из 6-10 мономерных молекул Н2О. Пока трудно определить роль воды-II в природных системах, но ясно, что ее исследование сулит определенные перспективы в изучении глубинных геологических процессов.
Тяжелая вода. В настоящее время известно три изотопа водорода (1Н-протий, 2Н –дейтерий D, 3Н- тритий Т) и три изотопа кислорода (16О, 17О, 18О). Это означает, что может существовать значительное количество разновидностей воды с разными изотопными комбинациями. Наиболее устойчивой из них является так называемая тяжелая вода D2O, содержащаяся в виде примеси в обычной воде в сотых долях процента. По свойствам тяжелая вода существенно отличается от обычной: максимальная плотность отмечается при t=11,2 ºС и составляет 1,056 г/см3; вязкость на 20 % выше; диэлектрическая постоянная на 0,3-0,5 % ниже. Температура плавления тяжелой воды 3,8 ºС; температура кипения 101,4 ºС. Судя по приведенным данным и ряду других данных, дейтериевая связь является еще более прочной, чем водородная.. Используется тяжелая вода как замедлитель нейтронов атомных реакторах. Тяжелая вода токсична, живые существа и растения в ней погибают. Некоторые ученые связывают эволюцию жизни на нашей планете с изменениями концентрации дейтерия в воде: в частности, пониженной по сравнению с современной концентрацией дейтерия в воде объясняют существование гигантских травоядных в мезозое. Впрочем, положения эти носят спорный характер.
Приведенные здесь примеры разновидностей воды, предопределяемых ее сложной структурой и изотопией, показывают, насколько неисчерпаемы перспективы появления новых открытий при изучении такого удивительного вещества, как вода.