Талая вода в обратном порядке

Скажите пожалуйста а почему нельзя делать наоборот: заморозил сначала всю емкость с водой, а потом в обратном порядке, сначала слил легкую воду, потом перелить талую воду, а потом уже и тяжелую вылить?


Здравствуйте, Валерий!

Теоретически, можно провести процесс и так в обратном направлении, только в этом случае это будет совсем иная технология, чем та, о которой мы сообщаем на сайте и кроме этого непонятно, по каким факторам контролировать контроль разморозки льда, нахватавшегося из воды все примеси (время, объём воды и др.). Если лёд при заморозке принял в себя из воды все примеси, совершенно непонятно, как и когда он их может освободить их из себя при плавлении – в первые моменты разморозки или в её конце.

Предлагаемая на сайте технология получения талой воды заключается в различных скоростях замерзания чистой воды и воды, содержащей примеси. Экспериментальным путём установлено, что медленно застывая, лед интенсивно захватывает примеси только в начале и в конце замерзания. Именно поэтому при получении льда нужно отбросить первые образовавшиеся льдинки, а затем, после замерзания основной части воды, слить незамерзшие остатки, содержащие примеси.

Из курса физики известно, что природный лёд всегда значительно чище воды, так как при кристаллизации воды в первую очередь в решётку встают молекулы воды, а примеси остаются в рассоле. Лёд может содержать механические примеси — твёрдые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда.

Зимой, когда вода замерзает, она приобретает особую, структурированную льдоподобную структуру, которая надолго сохраняется в талой воде. А потом в доли секунды разрушается, и вновь воссоздается такой же, так как структура воды обладает определенной информационной памятью. Сходные свойства и структурированность вода приобретает, проходя через мощные магнитные или электрические поля. При этом во льду атом кислорода каждой молекулы участвует в образовании двух водородных связей с соседними молекулами воды. Образование водородных связей приводит к такому расположению молекул воды, при котором они соприкасаются друг с другом своими разноименными полюсами. Молекулы образуют тетрагональные слои наподобие пчелиных сот, причем каждая из них связана с тремя молекулами, принадлежащими к тому же слою, и с одной — из соседнего слоя. Структура льда принадлежит к наименее плотным структурам, в ней существуют пустоты, размеры которых несколько превышают размеры молекулы.

 

Рис. 1. Кристаллическая структура льда

При дальнейшем таянии льда его тетрагональная структура разрушается. Но и в жидкой воде сохраняются водородные связи между молекулами: образуются ассоциаты — обломки структур льда, — состоящих из большего или меньшего числа молекул воды и образуется смесь полимеров, состоящая из три-, тетра-, пента-, и гексамеров воды и свободных молекул воды. Схематически этот процесс показан ниже.

Рис. Структура талой воды. В воде кластеры периодически разрушаются и образуются снова. Время перескока составляет 10-12 секунд.

Однако в отличит от льда каждый ассоциат существует очень короткое время: постоянно происходит разрушение одних и образование других агрегатов. В пустотах таких “ледяных” агрегатов могут размещаться одиночные молекулы воды; при этом упаковка молекул воды становится более плотной. Поэтому при таянии льда объем, занимаемый водой, уменьшается, а ее плотность возрастает.

Талая вода сохраняет температуру 0 °С, пока не растает весь лёд. При этом специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла льда разрушается только 15% всех водородных связей в молекуле. Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними молекулами в значительной степени не нарушается, хотя и наблюдается бoльшая размытость кислородной каркасной решетки.

По своей структуре талая вода представляет собой иерархию правильных объемных структур, в основе которых лежит кристаллоподобные образования, состоящие из 57 молекул и взаимодействующие друг с другом за счет свободных водородных связей. Это приводит к появлению структур второго порядка в виде шестигранников, состоящих из 912 молекул воды. Свойства кластеров зависят от того, в каком соотношении выступают на поверхность кислород и водород. Конфигурация элементов воды реагирует на любое внешнее воздействие и примеси, что объясняет чрезвычайно лабильный характер их взаимодействия. В обычной воде совокупность отдельных молекул воды и случайных ассоциатов составляет 60% (деструктурированная вода), а 40% - это кластеры (структурированная вода).

Таким образом, талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных кластеров, в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. После таяния всего льда температура воды повышается и водородные связи внутри кластеров перестают противостоять возрастающим тепловым колебаниям атомов. Размеры кластеров изменяются, и поэтому начинают меняться свойства талой воды: диэлектрическая проницаемость приходит к своему равновесному состоянию через 15-20 минут, вязкость - через 3-6 суток. Биологическая активность талой воды спадает, по одним данным, приблизительно за 12-16 часов, по другим - за сутки. Физико-химические свойства талой воды самопроизвольно меняются во времени, приближаясь к свойствам воды.

К.х.н. О.В. Мосин

                 

  • Что первое замораживается, то первое и размораживается. Если первые льдинки появились и они явл. вредной водой, значит, когда они разморозились-немедленно слить эту воду и продолжать разморозку. Хорошую сливаем в др.ёмкость, а оставшуюся другого цвета (не прозрачную) большую льдинку просто выбрасываем. Что не так?

    Гость