CC BY
17Влияние постоянного магнитного поля индукцией до 7Тл
на водные растворы
Саримов Р.М., Гудков С.В., Матвеева Т.А., Симакин А.В., Баймлер И.В., Троицкий А.В., Михайлова Г.Н., Ляхов Г.А., Пустовой В.И., Щербаков И.А.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва
E-mail rusa@kapella.gpi.ru
Существует множество работ, в которых исследовалось влияние постоянных магнитных полей (ПМП) на физико-химические свойства воды [1-5]. Эффекты, такие как увеличение пиков адсорбции в ИК и Рамановской спектроскопии [1], изменения показателя преломлении [2], увеличение скорости испарения [3,4], уменьшение поверхностного натяжении и увеличение вязкости воды [5], наблюдались в широком диапазоне индукции ПМП от 10-15 млТл до 14 Тл. Характерно, что эффекты фиксировались для очень небольших времен экспозиции ПМП от 1 до 5 минут [3-5], а времена фиксации эффектов после завершения воздействия десятки минут
[4].
Несмотря на множество исследований, нет общепринятых механизмов, объясняющие вышеуказанные эффекты. Здесь представлены экспериментальные данные, которые были получены при 5-минутном воздействии ПМП с индукцией 1-7 Тл на воду. При этом методы исследование подобраны, таким образом, чтобы получить максимально ясную картину об изменениях концентрации ионов в целом (проводимость и RedOx-потенциал) и отдельно H+ (измерение pH), а так же растворенного в воде O2. В экспериментах использовали деионизованную воду Milli-Q с удельным сопротивлением порядка 18 МОм/см при 25°C. Более подробно с экспериментальной установкой и методикой проведения экспериментов можно ознакомиться в работе [6].
Не смотря на то, что эксперименты проводились с "золотым" стандартом — водой Milli-Q, точней было бы, по-нашему мнению, называть исследуемый объект водным раствором, поскольку даже в максимально очищенной воде присутствуют естественные примеси (молекулы растворенных атмосферных газов и активные формы кислорода) в низких, но конечных концентрациях [7].
Показано, что концентрация растворенного молекулярного кислорода в воде при действии ПМП существенным образом не изменяется. При увеличении индукции магнитного поля от 1 до 7 Тл уменьшается сопротивление воды, а так же имеется тенденция к уменьшению pH и увеличению окислительно-восстановительного потенциала воды. Мы предполагаем, что регистрируемые изменения могут быть связаны с уменьшением гидратной оболочки ионов H+ и OH-, а так же ионов HCO3-.
Часть работы выполнена при поддержке НИР "Физические методы в сельском хозяйстве и экологии" (№ 0024-2019-0004).
[1] X.F. Pang, Deng B., The changes of macroscopic features and microscopic structures of water under influence of magnetic field, Physica B: Condensed Matter, V. 403, 3571-3577, (2008).
[2] H. Hosoda, H. Mori, N. Sogoshi, A. Nagasawa, S.Nakabayashi, Refractive indices of water and aqueous electrolyte solutions under high magnetic fields, J. Phys. Chem. A., V. 108, 1461-1464, (2004).
[3] Y. Wang, H. Wei, Z. Li, // Results Phys., V. 8, 262-267, (2018).
[4] L. Holysz, A. Szczes, E. Chibowski, Effects of a static magnetic field on water and electrolyte solutions, Journal of Colloid and Interface Science, V.316(2), 996-1002, (2007).
[5] R. Cai, H. Yang, J. He, W. Zhu, The effects of magnetic fields on water molecular hydrogen bonds, J. Mol. Struct., V. 938, 15-19, (2009).
[6] I. A. Shcherbakov, I. V. Baimler, S. V. Gudkov, G. A. Lyakhova, G. N. Mikhailova, V. I. Pustovoy, R. M. Sarimov, A. V. Simakin, A. V. Troitsky, Influence of a Constant Magnetic Field on Some Properties of Water Solutions, Doklady Physics., V. 65(8), 273-275, (2020).
[7] I.A. Shcherbakov, Specific Features of the Concentration Dependences of Impurities in Condensed Media, Phys. Wave Phenom.,V. 28(2), 83-87, (2020).
