Замерзла дистиллированная вода можно ли использовать

Как меняет свои свойства дистиллированная вода, если ее заморозить

Здравствуйте! Расскажите, пожалуйста, как меняет свои свойства дистиллированная вода, если ее заморозить. Уменьшается ли ее ОВП?

Ответ:

Здравствуйте!

Талая вода — это вода, полученная при таянии льда, приготовленного из различных видов воды. Природный лёд обычно значительно чище, чем вода, так как при кристаллизации воды в первую очередь в решётку встраиваются молекулы воды. Кроме этого растворимость всех веществ во льде крайне низкая. Поэтому растущий кристалл льда всегда стремится создать идеальную кристаллическую решетку и вытесняет посторонние примеси. При таянии льда его кристаллическая структура разрушается. Но и в жидкой воде сохраняются водородные связи между молекулами: образуются ассоциаты (кластеры) — обломки структур льда, — состоящих из большего или меньшего числа молекул воды. 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. Именно поэтому при таянии льда объем, занимаемый водой, уменьшается, а ее плотность возрастает.

Талая вода при таянии льда 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 ассоциатах. Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними молекулами в значительной степени не нарушается, хотя и наблюдается бoльшая размытость кислородной каркасной решетки. Водопроводная вода имеет хаотичную структуру и хаотичное расположение молекул, тогда как талая вода имеет упорядоченную структуру.

После таяния 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 обычной воды: она постепенно как бы «забывает» о том, что еще недавно была льдом.

Самое главное полезное свойство талой воды — это степень ее чистоты от примесей неорганического (соли жесткости, тяжелые металлы) и органического (хлорорганика) характера. Степень очистки талой воды от примесей неорганической и органической природы составляет в зависимости от метода получения талой воды в среднем 70-80%. Талая вода содержит мало солей жесткости, обусловленных катионами кальция и магния, тяжелых металлов — алюминия, свинца, меди, цинка и др., меньше органических и хлорорганических соединений таких как пестициды, гербициды, диоксины, хлорорганические соединения, а также в талой воде меньше на 4-5% примесей тяжелых изотопов дейтерия, трития и кислорода. Таким образом, в талой воде в отличии от дистиллированной воды, или воды, полученной методами обратного осмоса содержатся полезные минералы. Кроме этого талая вода обладает природной льдоподобной структурой, так как в компьютерном эксперименте было показано, что при таянии льда разрушается только 15% всех водородных связей в водных ассоциатах. Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними молекулами в значительной степени не нарушается, хотя и наблюдается бoльшая размытость кислородной каркасной решетки. Эти факторы и определяют физиологическую ценность и полезность талой воды для здоровья. По данным исследований свежая талая вода оздоравливает организм человека, повышает его иммунитет, благотворно влияет на обмен веществ и полезна для многих заболеваний, в том числе почечно-каменной, желчно-каменной болезни и болезней обмена веществ.

Польза талой воды заключается в том, что в ней, в отличие от водопроводной воды меньше — тяжелого изотопа водорода, который подавляет все живое и наносит серьезный вред организму. Природная вода на 99,7% состоит из воды, молекулы которой образованы природными атомами водорода Н и кислорода 16О. Оставшиеся 0,3% представлены т. н. изотопологами — изотопными разновидностями молекул воды. В качестве изотопологов в любой природной воде присутствуют тяжелокислородная, тяжелая и тритиевая (сверхтяжелая) вода, которая радиоактивна. Количество природных изотопологов воды, где атомы водорода, дейтерия, трития и кислорода находятся в различных комбинациях, составляет 18, в которых 9 комбинаций составляют нерадиоактивные и 9 радиоактивные тяжелые воды с участием трития. Тяжелые разновидности воды по своим физико-химическим свойствам и негативному воздействию на организм существенно отличаются от обычной воды и способны ингибировать метаболизм. Поэтому необходимо проводить изотопное фракционирование воды, т. е. очищать воду от тяжелых изотопов.

Анализы воды, полученной из различных источников России и Болгарии показывают, что горная вода в среднем содержит на 3-5% меньшее количество количество дейтерия в виде HDO, чем речная вода. В природных водах содержание дейтерия распределено неравномерно: от 0,02-0,03 мол.% для речной и морской воды, до 0,015 мол.% для воды из Антарктического льда, — наиболее «обедненной» по дейтерию природной воды с содержанием дейтерия в 1,5 раза меньшим, чем в морской воде. Талая снеговая и ледниковая воды в горах и некоторых других регионах Земли также содержат меньше тяжелой воды, чем обычная питьевая вода. В среднем, в 1 тонне речной воды содержится 150-200 г D2O. Согласно расчетам, в организм человека на протяжении всей жизни поступает около 80 тонн воды, содержащей в своем составе 10-12 кг дейтерия и значительные количества коррелирующих с ним изотопов водорода и кислорода — D и 18О. Такое значительное количество тяжелых изотопов водорода и кислорода в составе питьевой воды способно к наступлению половой зрелости человека повредить его гены и привести к развитию некоторых онкологических заболеваний, а также инициировать старение организма. Тяжёлая вода высокой концентрации токсична для организма; химические реакции в её среде проходят медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Согласно проведенным исследованиям, клетки животных способны выдерживать до 25-30% D2O, растений — до 60% D2O, а клетки простейших микроорганизмов способны жить на 90% D2O. Попадая в организм, тяжелая вода может стать причиной нарушений обмена веществ, работы почек, гормональной регуляции и снижения иммунитета. При больших концентрациях тяжелой воды (дейтерия) в организме подавляются ферментативные реакции, клеточный рост, углеводный обмен и синтез нуклеиновых кислот. Особенно страдают те системы, наиболее чувствительные к замене Н+ на D+, которые используют высокие скорости образования и разрыва водородных связей. Такими системами являются аппарат биосинтеза макромолекул и дыхательная цепь. Последний факт позволяет рассматривать биологическое воздействие тяжелой воды, как комплексное воздействие, действующему одновременно на функциональное состояние большого числа систем: метаболизм, биосинтетические процессы, транспорт веществ, структуру и функции макромолекул. В результате это приводит к гибели клеток в D2O. Эксперименты показали, что тяжелая вода действует негативно на жизненные функции организмов, замедляет клеточный метаболизм и ингибирует митоз в стадии профазы; это происходит даже при использовании обычной природной воды с повышенным содержанием тяжелой или полутяжелой воды. В экспериментах на мышах подопытных животных поили водой, 1/3 часть которой была заменена тяжелой водой. Через несколько дней после потребления тяжелой воды у животных наблюдалось расстройство обмена веществ с последующим разрушением почек. При увеличении концентрации дейтерия в потребляемой воды у животных наблюдался летальный исход. Уменьшение концентрации дейтерия в питьевой воде стимулирует биологические процессы и обмен веществ. Этот факт свидетельствует о том, что дейтерий тормозит, а протий способствует интенсификации обмена веществ в биологических объектах.

Наши исследования показали, что тяжелая вода также способна вызывать физиологические, морфологические, цитологические и генетические изменения в клетке — клетки, выращенные в D216O, имели в 2-3 раза большие размеры и более толстую клеточную стенку с неравномерным распределением в них ДНК. Клетки животных, в отличии от клеток растений и бактерий способны выдерживать до 25-30% дейтерия; превышение этой концентрации приводит к клеточной гибели. Это наблюдается даже в растворах тяжелой воды с водой. Возможное повреждение клеточного генофонда тяжелыми изотопами в составе воды может иметь негативные последствия для человечества, если оно не перейдет на употребление воды, обедненной D и другими тяжелыми изотопами — тритием и 18О. Поэтому в начале XXI-го века появилось мнение о полном исключении D, 18О и Т из питьевой воды. Эта задача достигается различными физико-химическими методами — изотопным обменом в присутствии палладия или платины, многоступенчатым электролизов воды в сочетании с каталитическим изотопным обменом между водой и водородом; низкотемпературной ректификации жидкого водорода с последующим сжиганием водорода с кислородом; вакуумной заморозкой воды с последующим оттаиванием, вакуумной ректификацией и др. Для получения особо чистой H216O проводят тонкую, многостадийную очистку природной воды совокупностью вышеуказанных методов, или синтезируют воду из изотопно-чистых газообразных элементов — 1H2 и 16O2, которые предварительно осушают в адсорбционном фильтре. Воду такой высокой степени химической и изотопной очистки применяют в экспериментах и процессах, требующих исключительной чистоты химических реактивов.

Даже неглубокая (на 5-10%) очистка воды от тяжелых изотопов D и 18О методом замораживания-оттаивания способна значительно улучшить ее качества и придать воде полезные очистительные свойства. В Институте медико-биологических проблем РАН был проведен 240-суточный эксперимент по изучению изменений изотопного состава биогенных химических элементов в организме человека, в ходе которого установлено, что в условиях сильного стресса и неблагоприятных внешних воздействий организм в первую очередь выводит тяжелые изотопы D и 18О за счет реакций изотопного (H/D, 16О/18О-обмена). Поэтому для повышения жизненных сил организма в условиях неблагоприятных вешних воздействий, целесообразно потреблять очищенную от тяжелых изотопов воду (бездейтериевую или «легкую» воду). В Японии, США и некоторых других странах «легкую» воду используют для лечения и профилактики раковых заболеваний. Снижение риска онкологических заболеваний при регулярном употреблении «легкой» воды связывают с очисткой организма от тяжелых изотопов, в первую очередь от дейтерия.

Отмечены и другие интересные свойства талой воды. Например, температура денатурации раствора сыворотки на свежей талой воде была на 3,7 градусов Цельсия выше, чем для контроля из обычной воды. Процесс набухания желатина за 20 минут в свежей талой воде происходит на 23-27% интенсивней, чем в обычной.

Говоря о биологической активности талой воды следует отметить, что нагревание свежей талой воды выше +37 °С ведет к утрате биологической активности, которая наиболее характерна для талой воды. Хранение талой воды при температуре +20-22°С также сопровождается постепенным снижением ее биологической активности: через 16-18 часов она снижается на 50 процентов.

При заморозке дистиллята с ним происходят такие же процессы, как и при заморозке воды. Единственное отличие — это чрезвычайно небольшое содержание в дистиллированной воде примесей (таблица), а, следовательно, лёд, полученный при замораживании дистиллированной воды будет чище, чем из обычной. Однако степень «чистоты» льда — понятие условное, поскольку растворимость всех веществ во льду меньше, чем в воде. Поэтому по-большему счету не столь важно, из какой воды готовить лед — из обычной водопроводной или из дистиллированной. Лёд все равно будет в процессе кристаллизации строить свой каркас из молекул воды, а примеси (молекулы, ионы) выдавливать в рассол. Поэтому растущий кристалл льда всегда стремится создать идеальную кристаллическую решетку и вытесняет посторонние примеси.

Смысла готовить лед из дистиллированной воды нет. Дистиллированная вода в любой форме (в жидкой или замороженной) не полезна для организма, поскольку практически не содержит полезных минералов (кальция, магния, калия и др.), необходимых для кислотно-щелочного равновесия. Показатель рН дистиллированной воды смещается в кислую область, следовательно, дистиллированная вода при длительном употреблении будет способствовать вымыванию кальция из костей для компенсации потребностей организма в кальции.

ОВП талой воды в процессе замораживания-оттаивания не изменяется, поскольку активность электронов в окислительно-восстановительных реакциях, т.е. реакциях, связанных с присоединением или передачей электронов, в процессе замораживания-оттаивания воды не изменяется. Свежая талая вода имеет ОВП = +95 mV, pH = 8.3.

ОВП внутренней среды организма человека колеблется от -90 мВ до -200 мВ, а ОВП обычной питьевой воды практически всегда значительно выше нуля: — водопроводная вода от +80 мВ до +300 мВ; — вода в пластиковых бутылках от +100 мВ до +300 мВ; — колодезная, родниковая вода от +120 мВ до +300 мВ.

Таким образом, ОВП талой воды существенно не отличается от ОВП водопроводной воды.

К.х.н., доц. О.В. Мосин

Источник