CC BY
30
Н. Ф. Фаращук, Е. О. Панченко, Е. Б. Годунов
37
УДК 612. 014. 461. 3: 542. 65
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ВОДЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ
ХЛОРИДА МЕДИ (II)
Н. Ф. Фаращук, Е. О. Панченко, Е. Б. Годунов
Смоленская государственная медицинская академия Смоленский государственный университет
Структура воды, в которой растворяются минеральные вещества, влияет на процесс кристаллизации из этих растворов. Структурированная вода способствует образованию более правильных по форме кристаллов и обеспечивает существенные различия кристаллографических рисунков.
Определяя позицию кристаллографии в современной системе наук, её можно поместить в центре тетраэдра, вершинами которого являются минералогия, математика, физика и химия. Разнообразие, высокая стабильность свойств кристаллов, а также возможность целенаправленного изменения этих свойств обусловили широчайший интерес к ним со стороны всех этих наук. Запросы науки и особенно техники вызвали необходимость выращивать кристаллы с четко заданными высокоспецифическими свойствами. В связи с этим изучались различные факторы, влияющих на образование зародыша и дальнейший рост кристаллов [3]. Например, в современной литературе нашло отражение изучение таких факторов как роль механических примесей, электрического и магнитного полей, радиоактивного излучения на процессы кристаллизации, влияние стенок сосудов на число центров кристаллизации и других факторов.
Важным, но совершенно не изученным является вопрос о влиянии структуры воды на процесс кристаллизации минеральных веществ. Исследования последних лет показали, что вода представляет собой гетерогенную равновесную смесь льдоподобных и мономолекулярных структур. Льдоподобные ассоциаты как бы «плавают среди жидкой воды», состоящей из мономерных молекул. Льдоподобные молекулы находятся в кластерах и возможно способны выполнять роль затравки в процессе кристаллизации минеральных веществ [1].
Целью нашей работы является - выяснить роль структуры воды на процесс кристаллизации ми-
неральных веществ. Объект исследования - 0,5% раствор хлорида меди (II) - СиС12, приготовленный на дистиллированной воде (раствор 1); приготовленный на дистиллированной воде, трижды пропущенной через синтетический алмазный порошок (раствор 2). Ранее в нашей лаборатории было установлено, что алмаз способствует структурированию воды [5, 6].
Растворы готовились из реактива хлорида меди (ЧДА) с низким содержанием в нем примесей. Это понижает вероятность образования «затравки» кристаллизации из посторонних веществ, что позволяет однозначно говорить о роли структуры воды в процессе формирования центра кристаллизации и дальнейшего роста кристаллов. Дистиллированную воду готовили к работе за сутки, хранили в темноте во избежание структурирования фракций воды под влиянием солнечного света [2, 4]. Предметные стекла подбирались без трещин и ямок, подвергались предварительной очистке хромовой смесью, этиловым спиртом и дистиллированной водой, необходимой для исключения влияния механических примесей на процесс кристаллизации.
Методика исследования. Из каждой пробы вышеуказанных растворов (1-2) на предварительно очищенное предметное стекло наносилось 5 капель. Подготовленные пробы растворов помещались в сушильный шкаф на 1,5 часа при температуре 500С. В таких условиях мы получали кристаллы путем медленного испарения растворителя при постоянной температуре. При испарении раствор становился пересыщенным, и из него выкристаллизовывалось растворенное вещество - хлорид
38
Вестник Смоленской Медицинской Академии № 3, 2008
меди (II). Полученные таким образом кристаллы изучались с помощью микроскопа, фотографировались, а сделанные снимки обрабатывались и изучались.
Достоверность результатов достигалась достаточно большим числом исследуемых капель каждого раствора и неоднократным проведением опытов. В итоге изучались наиболее типичные кристаллографические рисунки из всего многочисленного полученного ряда.
Результаты и обсуждение. Кристаллы, полученные из раствора, приготовленного на дистиллированной воде (рис.1), занимают периферическое положение по всему краю капли; ярко выраженные центры кристаллизации формируется редко. Характерно образование кристаллов неправильной формы. Получаемые одиночные кристаллы склонны к агрегации в более крупные монолиты.
А
Б
раженных центров кристаллизации. Кристаллы формируются правильной игольчатой формы, характерной для кристаллов хлорида меди (II), в значительно меньшей степени происходит их наслоение и образование крупных агрегатов.
А
Б
Рис. 1. Кристаллографический рисунок хлорида меди из раствора 1. А - общий вид капли, Б - фрагмент капли
Кристаллы, выращенные из растворов, приготовленных на дистиллированной воде, трижды пропущенной через алмазный порошок (рис. 2), формируются также по периферии капли. Однако, при этом происходит образование ярко вы-
Рис. 2. Кристаллографический рисунок хлорида
меди из раствора 2. А - общий вид капли, Б - фрагмент капли
Разницу кристаллографических рисунков можно объяснить тем, что при пропускании дистиллированной воды через алмазный порошок происходит ее структурирование. Кластерная структура в жидкой воде имеет правильную тетраэдрическую упорядоченность с зеркально-симметричными и центрально-симметричными связями при этом становится возможным образование центров кристаллизации за счет стабильных структур воды - аллотропных форм льдов, которые служат затравкой для кристаллизации растворенного хлорида меди. Изучение влияния структуры воды на формирование центров кристаллизации и форму кристаллов имеет большое значение для технологических процессов, связанных с выращиванием кристаллов и их применением в различных отраслях промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вода - космическое явление/Под ред. Рахманина Ю.А., Кондратова В.К. - М.: РАЕН; 2002. - 427 с.
2. Михайлова Р.И., Фаращук Н.Ф., Теленкова О.Г., Панченко Е.О. Влияние рассеянного солнечного света на структуру воды // Сборник докладов 7 Международного конгресса «Вода: экология и технология». - М.: Экватэк; 2006. - 1025 - 1026 с.
3. Пикин С.А., Блинов Л.М. Жидкие кристаллы. - М.: Наука; 1982. - 136 с.
4. Савостикова О.Н., Сковронский А.Ю., Фаращук Н.Ф., Теленкова О.Г., Панченко Е.О. Влияние различных физических воздействий на структуру воды // Сборник докладов 7-ого Международного конгресса «Вода: экология и технология». - М.: Экватэк; 2006. - 1024 - 1025 с.
5. Фаращук Н.Ф., Бочаров А.М., Теленкова О.Г. Структурирование воды кристаллами алмаза «борт» //Вестник Смоленской медицинской академии. Медико-биологический выпуск. - Смоленск: Изд-во СГМА; 2006. - №3. - 46 - 47 с.
6. Фаращук Н.Ф., Теленкова О.Г Структурирование воды на минералах различного происхождения // Сборник докладов 7 Международного конгресса «Вода: экология и технология». - М.: Экватэк; 2006. - 1056 - 1057 с.
