                              1.2.  Релаксация.
         Электроактивированная жидкость с измененными свойствами переходит
    в метастабильное состояние и способна изменить свойства других жидкос-
    тей и твердых веществ. Однако, эта способность воздействовать сохраня-
    ется лишь в течение периода медленной стадии электрохимической  релак-
    сации  электроактивированной жидкости.  Для каждой жидкой среды,  под-
    вергнутой электрохимической активации,  имеется свой максимально  пре-
    дельный уровень окисленного или восстановительнного состояния.
         Электрохимическая релаксация среды - процесс возвращения в состо-
    яние устойчивого тернадинамического равновесия.
         Электрохимическая релаксация среды - необратимый процесс и поэто-
    му, в силу закона возрастания энтропии, сопровождается переходом боль-
    шей части электрической потенциальной энергии в тепло,  так называемой
    диссипации энергии.  В поцессе электрохимической релаксации электроак-
    тивированная среда проходит ряд псевдоустойчивых состояний, характери-
    зующихся  значениями окисления и восстановления,  по пути к достижению
    состояния устойчивого термодинамического равновесия.  В течение  этого
    периода электроактивированная среда постепено теряет активность и сни-
    жает свою каталическую и другую способность для некоторых химических и
    биологических процессов.
         Как всякое  неравновесное  явление  электрохимическая  релаксация
    среды не определяется одними только термодинамическими характеристика-
    ми системы (например,  давлением,  температурой и т.д.), а существенно
    зависит от ее микроскопических характеристик,  в частности от парамет-
    ров, характеризующих взаимодействие между частицами.
         Такими параметрами  являются  время  свободного  пробега частиц и
    длина их свободного пробега. Это - промежуток времени и растояние меж-
    ду  моментами  и местами двух последовательных столкновений любых эле-
    ментарных возбуждений - электронов, ионов, атомов молекул. Так как эти
    микроскопические характеристики крайне малы,  по сравнению с размерами
    системы,  то установление электрического равновесия в 2 этапа. На пер-
    вом этапе равновесие устанавливается лишь в малых частях системы.  Эти
    части,  будучи микроскопически малыми, все же содержат множество моле-
    кул,  взаимодействующих с элементарными возбуждениями,  находящимися в
    их окружении.
         Этому процессу соответствует стадия быстрой электрохимической ре-
    лаксации.
         На втором  этапе  происходят медленные процессы электрохимической
    релаксации,  в результате которых выравниваются окислительно-восстано-
    вительные потенциалы всех частей системы. Медленные процессы связаны с
    очень большим числом последовательных соударений частиц  между  собой.
    Их  время  релаксации пропорционально размерам системы (объему среды).
    Оно называется временем медленной стадии релаксации.
         По истечении  этого  времени  жидкость  возвращается в состояние,
    близкое к исходному,  т.е.  приобретает свои первоначальные  свойства.
    Поэтому, чтобы использовать активирующую способность обработанной жид-
    кости, необходимо в течение времени, равном или меньшем времени стадии
    медленной электрохимической релаксации ввести в нее подлежащие актива-
    ции вещества и перемешать их с жидкостью.  Время перемешивания опреде-
    ляется  моментом  стабилизации  ионно-обменных процессов,  протекающих
    между ионами и молекулами жидкости растворения введенных в нее активи-
    руемых веществ.

        В таблице 1.1. показаны данные изменения величин рН и ОВП католита
    в период стадии медленой электрохимической  релаксации  электрообрабо-
    танного  0,9%  раствора  NaCl,  приготовленного на водопроводной воде.
    Контрольные пробы 1000 мл ( 1), 500 мл (2) и 50 мл (3) помещали в отк-
    рытые сосуды с площадью контакта с воздухом, равной 100 см2.

                                                    Таблица 1.1.
                  Изменение рН и ОВП  во времени

    ----------T------T-----T-----T-----T-----T-----T-----T----T----T-----
    |         | Время| 0   |  2  |  3  |  10 | 24  | 48  |72  |100 | 200|
    |         |   ч  |     |     |     |     |     |     |    |    |    |
    | Проба   +------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+----+----+----+
    |   1     |рН,ед |12,8  12,8  12,6  12,4  12,4  12,4  11,9 11,7 11,2|
    |         |      |                                                  |
    |         |ОВП,мВ|-940  -910  -870  -440   -10   +60  +120 +120 +120|
    +---------+------+--------------------------------------------------+
    |         |рН,ед |12,8  11,9  11,7  11,7  11,2  11,0  10,9 10,5 10,1|
    | Проба   |      |                                                  |
    |   2     |ОВП,мВ|-940  -640  -400  -270  -50   +100  +120 +120 +120|
    +---------+------+--------------------------------------------------+
    |         |рН,ед |12,8  11,9  11,6  11,1  11,0  10,8  10,4 10,0 10,0|
    | Проба   |      |                                                  |
    |   3     |ОВП,мВ|-940  -120  -70   +80   +120  +120  +127 +140 +120|
    L---------+------+---------------------------------------------------

         Как видно из данных,  скорость релаксации ОВП в значительной мере
    зависит  от  объема приготовленного электрообработанного раствора.  рН
    раствора релаксирует гораздо медленее.  На рис.1.1.  показана динамика
    изменеия  редокс-потенциала  во  времени  католита (рис.1.1а)и анолита
    (рис.1.1б),  полученных из электрообработанного 0,2 М  раствора  NaCl.
    Кривая  1  характеризует динамику изменения пробы объема 50 мл,  2-200
    мл, 3-100 л, 4-10 м3. Характер этих кривых показывает насколько значи-
    тельно влияние объема анолита и католита.
         Обычно, для различных технологических процессов  электроактивиро-
    ванную воду и водные растворы используют не сразу после ее приготовле-
    ния,  а в течение какого-то периода,  при этом она может  храниться  в
    открытой емкости.
         Для расчета эффективного времени  использования  электроактивиро-
    ванной среды предлагается следующая формула:

                     э  1   V (  n   k )  ,
                        К        Q

    где:   - период эффективного использования электроактивированной
             среды , с;
         V - объем хранящейся электроактивированной среды, м3;
         n - значение величины редокс-потенциала  на  выходе  из
             электроактиватора, В;
         k - допустимое минимальное значение  редокс-потенциала,  при
             котором среда  оказывает  каталическое влияние на данный
             процесс, В;
         K - коэффициент пропорциональности,  характеризующий степень
             релаксации электроактивированного раствора, зависящий от
             природы жидкости, В.
         Q - расход раствора, м3/ч.

    где: t1 - температура,  до которой нагрелся электроактивирован-
              ный раствор, ОС;
         tн - комнатная температура, 24ОС;
     ОВПmax - максимальная величина редокс-потенциала,  которую мо-
              жет достигнуть раствор с данным ионно-солевым  соста-
              вом,В;
     ОВПmin - величина редокс-потенциала,  релаксированная до  ста-
              бильного состояния, В.

         В таблице 1.2. показаны изменения величин некоторых анионов и ка-
    тионов в католите в процессе релаксации электрообработанной  среды.  В
    первой строке показаны данные исходной воды. Во второй строке - данные
    после электрообработки природной воды.  Ниже показаны данные изменения
    параметров католита.

                                                     Таблица 1.2.

         Из табл.1.2.  и рис.1.2. видно, что скорость возвращения парамет-
    ров  возмущенной  электрохимическим воздействием системы в равновесное
    состояние пропорциональна величине первоночального отклонения.  Причи-
    нами  значительного  аномального  отклонения физико-химических свойств
    водных  растворов  электролитов  непосредственно  после   униполярного
    электрохимического воздействия от состояния равновесия,  устанавливаю-
    щего при длительном (несколько часов и более) взаимодействии их с  ок-
    ружающей средой, могут являтся следующие.
         1. Образование  химически  неустойчивых  соединений  в   процессе
    электрохимического воздействия.
         2. Изменение структурных свойств раствора(чисел гидратации ионов,
    взаиморасположения  ионов  и  молекул  в гидратных структурах размеров
    гидратных оболочек,  определяющих сферы ближней и  дальней  гидратации
    ионов и др.).
         3. Аномалии физико-химических свойств раствора, связанные с изме-
    нением его газового состава после электрохимического воздействия.
         4. Тепловые флуктуации, связанные с диссипацией энергии при пере-
    ходе упомянутых форм химических и физических возбуждений в равновесное
    состояние.

         Многочисленные экспериментальные исследования электроактивирован-
    ных жидких систем позволяют сделать следующие выводы:
         1. Самопроизвольное изменение физико-химических параметров водных
    растворов во времени после  окончания униполярного  электрохимического
    воздействия  (релаксация)  свидетельствует о том,  что данные растворы
    являются термодинамическими неравновесными  системами.  Следовательно,
    они обладают избытком внутренней энергии.
         2. Избыточная внутренняя энергия является потенциальной,  так как
    растворы  релаксируют  в условиях термического равновесия с окружающей
    средой.
         3. Релаксация  протекает при хранении электроактивированных раст-
    воров как в открытых сосудах(условия обмена с окружающей средой  энер-
    гией и веществом),  так и в закрытых (условия обмена окружающей средой
    только энергией).
         Следовательно, термодинамическое  неравновесие растворов обуслов-
    лено не только химическими,  но и структурно-энергетическими их анома-
    лиями.
         4. Скорость релаксации зависит от условий энергообмена электроак-
    тивированного раствора с окружающей средой.  Она тем выше,  чем меньше
    объем раствора и больше поверхность  энергообмена (поверхность раздела
    фаз).

Дом. | Главная | Отзывы