磁化水的物理化学性能

1、第 26卷第 1期 湖南大学学报 (自然科学版 Vo1. 26, No. 1 1999年 2月 Jo ur nal o f Hunan U niv ersit y(Nat ur al Sciences Editio n Feb. 1999磁 化 水 的 物 理 化 学 性 能朱元保颜流水曹祉祥文陵飞陈宗璋(湖南大学化学化工学院 , 中国长沙 , 410082摘要 除红外光谱和核磁共振谱与磁化前无明显差别外 , 磁化水的pH 值、 溶解氧和难溶盐的溶解度均增加 , 紫外吸收峰和密度降低 , 挥发性 加快 , 电导率的变化与磁场强度和磁化时间有关 , 并发现磁化水的电导率有滞后效应 . 对磁化水性

2、能变化的机理提出了初步见解 .关键词 磁化水 , 电导率 , 溶解氧 , 磁场分类号 Q55. 8, Q 64Physical and Chemical Properties of M agnetized W ater Zhu Yuanbao Yan Liushui Cao Zhix iang We Lingfei Chen Zongzhang (Co lleg e of Chemistr y and Chemical Engineer ing , Hunan U niv , 410082, Chang sha , P R China Abstract In this paper , the

3、conductivity, pH, disso iv ed ox yg en, density , evapor ativ-ity and IR, NM R, UV spectrum of mag netie w ater under v arious mag netized conditio n hav e been studied. It is found that pH, dissoived ox yg en and evaporativ ity are increased, UV abso rption peak and density are decreased, and the c

4、hang e o f conductivity of mag-netic w ater depends o n magnetic strenth. T he solubiluty o f calcium car bo nate in 150m T mag netic field r em ar kably is increased and no remarkable differ ence for IR o r NM R spectum exists , com paring w ith the non -mag netic w ater . A possible m echanism fo

5、r the structral chang e of m aguetic w ater is proposed .Key words magnetized w ater , conductivity , dissoived ox ygen, magnetic field水在人类进化、 地球形成及地质发展过程中起着非常重要的作用 , 世界上没有任何物 质能与水相比拟 1. 但是对于这样重要而又非常熟悉的物质 , 人们对它的认识是不够的 , 尤其是外界条件影响下 , 如磁场影响下水的性质的变化缺乏应有认识 . 磁化水的性能虽有 报道 13, 但结果不尽相同 , 甚至相反 . 至于磁作用机理 , 国

6、内外报道较少 , 其结论也无法 肯定 , 是有待科学家深入研究的重要课题 . 本文对不同磁化条件下水的电导率、 pH 值、 密 度、 挥发性、 溶解氧、 紫外光谱、 红外光谱、 核磁共振谱及难溶盐的溶解度进行了一些研究 , 并根据水的结构和离子溶剂化氢键模型 , 初步提出了磁场作用导致水结构变化的机制 .,1磁化水的电导率和 pH 值测试仪器 :DDS-11A 型电导仪 ; pHS-2C 酸度计 ; pH 复合电极 ; Nd-Fe-B 磁铁 ; 磁化杯 (中心场强 45mT .1. 1磁场强度的影响将蒸 馏水和 自来 水样各 分两组 , 磁处 理组分 别放 置在 150mT , 80mT 和磁

7、化 杯 (45mT 中磁化 4h, 对照组不经磁场处理 . 测定结果见表 1.表 1不同磁化条件下水的电导率 和 pH 值 (25 磁场强 度 /mT 水样性质蒸馏水/( s cm -1 pH 值自来水 /( s cm -1 pH 值磁 化 杯 (45 磁化 1. 706. 02187. 87. 88对照 2. 205. 94201. 27. 56变化值 -0. 50+0. 08-13. 4+0. 3280 磁化 5. 906. 74221. 07. 54对照 5. 286. 63213. 27. 12变化值 -0. 62+0. 11+7. 8+0. 42150 磁化 1. 966. 1620

8、7. 87. 53对照 2. 206. 02218. 47. 38变化值 -0. 24+0. 14-10. 6+0. 15由表 1可见 , 磁化杯 (45mT , 150mT 磁场处理的两种水样电导率都降低 ; 80mT 磁 处理的水样电导率增大 , 且磁化自来水电导率的变化高于磁化蒸馏水 . 这也可能是目前有 关磁化水电导率变化的报道各不相同的原因 . 经磁化的蒸馏水和自来水的 pH 值均升高 , 此结果目前尚未见报道 .1. 2磁化时间的影响将蒸馏水、 去离子水、 自来水样静置在 80mT 磁场中 , 考察了磁化时间对电导率和 pH 值的影响 , 结果见图 1和图 2. 从图可知 , 3种

9、水样磁化时 , 最初电导率和 pH 值都增加较 快 , 随后缓慢变化 . 其中自来水磁化后变化最大 , 去离子水变化最小 . 这表明 : 磁化效果 与时间有关 ; 水中杂质对磁化水的性能有影响 .1. 3磁化水的滞后效应将磁化 70min 后的水从磁场中取出静置 , 每隔一段时间后检测其电导率 , 结果见图 3. 可见取消磁场后水的电导率还会继续变化 , 似乎有滞后效应 .2磁化水的密度将干燥的 10m L 比重瓶用分析天平称重 , 载满水后用滤纸擦干再称其质量可求出非 磁化水的密度 . 按同样方法 , 将磁化水载入比重瓶求出磁化水的密度见表 2.22 湖南大学学报 (自然科学版 1999年

10、图 1磁化时间的影响图 2磁化时间对 pH 值的影响 . 蒸馏水 . 去离子水 . 自来水 . 蒸馏水 . 去离子水 . 自来水 a. 磁化水 b. 对照水 . 对照自来水表 2磁化水密度 (磁化 2h , 温度 19 水的种类 瓶重 /g 瓶加水重 /g0mT 55m T 80mT 密度 /(g cm -30mT 55mT80m T 蒸馏水 9. 957120. 026220. 023120. 02111. 006911. 006671. 00647去离子水 9. 956920. 026520. 025320. 02511. 006961. 006841. 00682自来水9. 956820

11、. 026620. 023820. 02351. 006981. 006701. 00667图 3取消磁场后电导率 随时间的变化曲线 . 蒸馏水 . 去离子水 . 自来水 a . 磁化水 b . 对照水可见水被磁化后其密度稍有减小 , 且磁场越 强 , 密度越小 . 蒸馏水密度的变化最明显 , 去离子 水变化最小 .3磁化水的挥发性取几个去掉橡皮帽且瓶直径和滴管孔径大小 相等的小滴瓶 , 加入少量水 , 用滤纸擦干后迅速称 量 , 并记录其数据 . 然后在大气压、 温度和湿度相 同的条件下 , 分别将它们置不同强度的磁场中 , 并 且与一个不放磁场中的做对照 , 每隔 10m in 称量 一次

12、 , 结果见表 3.23第 1期朱元保等 :磁化水的物理 化学性能表 3磁化水的挥发性 (23 g时间 /min蒸馏水非磁场中每次称重 质量差80mT 磁场每次称重 质量差去离子水55mT 磁场每次称重 质量差80mT 磁场 每次称重 质量差066. 4504-66. 2946-61. 1041-64. 0839 1066. 44990. 000466. 29330. 001361. 10360. 000564. 08210. 0018 2066. 44950. 000466. 29240. 000961. 10260. 001064. 08010. 0020 3066. 44890. 000

13、666. 29110. 001361. 10190. 000764. 07920. 0009 4066. 44860. 000366. 28990. 001261. 10080. 001164. 07800. 0012 5066. 44820. 000466. 28900. 000961. 10010. 000764. 07630. 0017 6066. 44790. 000366. 28780. 001261. 09980. 000364. 07570. 0006 6066. 44790. 000366. 28780. 001261. 09980. 000364. 07570. 0006 1

14、h 总挥发量-0. 0024-0. 0068-0. 0043-0. 0082可见磁化水的挥发性增大 , 磁场强度增大 , 挥发性也增大 , 而且去离子水和蒸馏水的 挥发性也各有差别 . 这可能是磁场给水分子提供了能量 , 使水分子之间的吸引力减弱所致 . 4磁化水中的溶解氧用经典的碘量法 2测定了磁化杯磁化了 36h 和以 0. 25mL /min 流经 150mT 磁场后 水中的溶解氧 DO , 结果见表 4.表 4磁化水中的溶 解氧 DO (mg L -1磁化环境 磁场强度 /mT 单次 均值 ! DO ! DODO×100%磁化杯中磁化 (20 45 9. 93, 10. 21

15、, 10. 04, 10. 07, 10. 12 9. 27, 9. 27, 9. 26, 9. 29, 9. 2610. 079. 270. 808. 6流动体系中 磁化 (25 150 8. 65, 8. 70, 8. 76, 8. 76, 8. 75 8. 08, 8. 17, 8. 38, 8. 34, 8. 348. 728. 260. 465. 6图 4碳酸钙饱和溶液电导率随时间 变化曲线 (25 . 未加磁场 . 加磁场 (150m T由表 4可见 , 蒸馏水经磁化杯静磁场处理和流经 150m T 磁场处理后 , 水中的溶解氧都有明显增加 . 这可能氧是顺磁性分子 , 在磁场作用

16、下能聚集于磁场中所致 .5磁场对难溶盐溶解度的影响于两个具塞玻璃瓶中 , 加入蒸馏水 , 放入过量 的分析纯 CaCO 3, 盖上塞 子 . 一瓶放 150mT 磁场 中 , 另一瓶不 放磁场中做对照 . 然后每隔一定时间分别测量两溶液4.24 湖南大学学报 (自然科学版 1999年大难溶盐 CaCO 3的溶解度 . 磁化初期电导率不断增大 , 2527h 电导率突跃上升 , 27h 后基本上维持一较大数值 . 这说明磁化水溶解难溶盐有一缓慢过程 , 25时 , 27h 可达 到溶解平衡 . 这一结论对于磁化水治疗胆结石和肾结石可能有重要作用 . 为验证电导率变 化是由于 CaCO 3溶解度增

17、大而引起的 , 曾用钙离子选择电极测定溶液中的 Ca 2+浓度 . 结 果表明 , 电导率增大时 , 溶液中 Ca 2+浓度亦大 , 用钙离子电极对磁化 20h 的 CaCO 3饱和溶 液进行测定 , 并与未磁化溶液进行比较 , 求得磁化后钙离子浓度增加的百分数为 58. 4%.而电导法测定 , 按与文献 3的方法计算出磁化溶液中钙离子浓度增加的百分数为 51. 69%.两方法的结果较相近 , 这说明磁场影响了难溶盐的溶解度 , 这可能是随磁化进行 , 生成 Ca 2+水合物的程度增大所致 .6磁化水的紫外光谱、 红外光谱及核磁共振谱150mT 磁场处理 24h 后的蒸馏水 , 其核磁共振谱未

18、发现有明显差别 . 用 80mT 和 图 5蒸馏水 的紫外吸收光谱200mT 处理 过的蒸馏水 , 其红外 光谱 也未发现与对照水有明显不同 . 但是用 Shim adzu UV -265型分光 光度计 , 以空 气为参比进行紫外光谱扫描时发现 , 蒸 馏水在 190230nm 范围有一很高吸收 峰 , 193nm 处有最大吸收 . 而磁化蒸馏 水的吸收峰则明显消失 , 且不同磁处理 条件下 , 其吸收光谱也略有差别 . 结果见 图 5. 可见磁化已使水分子的结构发生改 变 .7磁化机理的初步探讨上述实验结果表明 , 水经磁化处理后部分物理性质 能发生暂时性变化 , 这表明磁 化处理已引起水结

19、构的改变 . 关于磁场对水作用的 机理目前尚未 解决 . 有 的学者认为磁化处理 会破坏水原来的结构 , 使较大的缔合水分子集团变 成较小的缔合 水分子集团 , 甚至是单个的水 分子 . 问题的关键及 争论的焦点是磁处理中水的氢 键是否被破坏和如何破坏的问题 . 持否定态度的主要原因是磁场对水做的功比氢键键能小得 多 . 磁处理过程中水分子间的氢键是如何破坏的呢 ? 因为氢键是一种分子间的力 , 不象化学键 那样牢固 . 在液态水中 , 它处 于一种不停地断开、 结合的动 态平衡中 (H 2O nH 2O+(H 2O n -x在一定条件下 , 这种动态平衡所需要的能量是由水分子的热运动所提供

20、. 磁场对水分子提 供的能量虽然很小 , 但总还是给水分子的热运动提供了能量 , 有利于平衡向右移动 , 这必 然导致部分氢键被破坏 ; 其次水分子是极性分子 , 在磁场作用下因受洛仑兹力的影响趋于 定向排列 , 使偶极的取向发生变化 , 氢键将发生畸变 ; 此外存在于水中的水合离子也受到25第 1期朱元保等 :磁化水的物理 化学性能 湖南大学学报( 自然科学版 1999年 32 3结论 1 固相法工艺制备氟化石墨, 反应温度对该反应的影响较大. 一般说来, 在460 左 右, 氟化率较高. 2 改变反应原料之间的配比, 对氟化率虽有影响, 但并不显著. 3 在反应体系中加入一些金属三氟化物作

21、为催化剂, 可降低反应体系中高碳氟化物 含量, 提高氟化率. 4 固相法工艺制备氟化石墨是一种非均相合成反应, 因而对反应原料粒度有一定的 要求: 原料粒度只有在40 m 以下才会有好的实验结果. 参考文献 1卢涌泉, 邓振华. 实用红外光谱分析. 北京: 电子工业出版社, 1989. 19 2杨南如. 无机非金属材料测试方法. 武汉: 武汉工业大学 出版社, 1990. 237 3K it a Y , Wat anabe N , Fuji Y . Chemica l compositio n and cr ystal st ructure o f g r aphit e fluor ide. J Am er Chem So c, 1979, 101( 4 : 38323841 4L ag ow R J, Ba dachhape R B, W oo d