Лаптев Б.И.

"Вестник
Томского государственного
архитектурно-строительного университета"
N 2 2013 г.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

УДК 546.212

ЛАПТЕВ БОРИС ИННОКЕНТЬЕВИЧ, докт. биол. наук, профессор,

bornovo@gmail.com

СИДОРЕНКО ГАЛИНА НИКОЛАЕВНА, канд. биол. наук, доцент,

bornovo@gmail.com

Nove technologije d. o. o.,

Словения, Люблюна, Легатова, 2, 1000

ГОРЛЕНКО НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

Gorlen52@mail.ru

КУЛЬЧЕНКО АНТОН КОНСТАНТИНОВИЧ, аспирант,

antonhimik@mail.ru

Сургутский государственный университет,

628412, г. Сургут, пл. Ленина, 1

САРКИСОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

yu-s-sarkisov@yandex.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

АНТОШКИН ЛЕОНИД ВЛАДИМИРОВИЧ, ст. научный сотрудник,

Институт оптики атмосферы СО РАН,

634021, г. Томск, пр. Академический, 1

ОЦЕНКА  СТРУКТУРЫ  ВОДЫ  И  ВОДНЫХ  РАСТВОРОВ  ХЛОРИДА  НАТРИЯ  С  ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  ДИЭЛЕКТРОМЕТРИИ  И  РЕЗОНАНСНОГО  МЕТОДА

Показано, что при температуре 20 °С с увеличением частоты реактивного тока от 1 до 300 кГц электрическая емкость дистиллированной воды многократно снижается. При повышении концентрации водных растворов NaCl их электрическая ёмкость, по сравнению с ёмкостью дистиллированной воды, многократно возрастает сначала на низких (10–30кГц), а затем на более высоких (100–300) кГц частотах. Добротность колебательного контура при этом на частоте 10 кГц монотонно возрастает, а на частотах 30 и 100 кГц первоначально снижается, но возрастает при дальнейшем увеличении концентрации растворов NaCl до 1×10–3–1×10–2 М. Предположено, что указанные изменения в дистиллированной воде обусловлены наличием в ней взаимосвязанных ассоциатов. Изменения же в растворах NaCl зависят от соотношения количества и размеров ассоциатов воды и степени гидратации ионов. Предложенный резонансный метод может быть использован для характеристики процессов, протекающих в вяжущих системах при введении химических добавок.

Ключевые слова: структура воды; структура водных растворов; гидратация ионов.

Библиографический список

  1. Чемоданов, Д.И. Физико-химическая механика оксидных систем / Д.И. Чемоданов, Н.Н. Круглицкий., Ю.С. Саркисов. – Томск : Изд-во Том. ун-та, 1989. – 230 с.
  2. Саркисов, Ю.С. Вяжущие вещества на основе оксидных систем / Ю.С. Саркисов // Вестник ТГАСУ. – 2013. – № 1. – С. 108–119.
  3. Добавки в бетон : Справочное пособие / под ред. В.С. Рамачадрана. – М. : Стройиздат, 1988. – 575 с.
  4. Горленко, Н.П. Низкоэнергетическая активация дисперсных систем / Н.П. Горленко, Ю.С. Саркисов. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. – 264 с.
  5. Процессы структурообразования в воде и в водных растворах / Б.И. Лаптев, Г.Н. Сидоренко, Н.П. Горленко [и др.] // Вода и экология. Проблемы и решения. – 2012. –№ 2/3. – C. 26–34.
  6. Левицкий, Е.Ф. Электромагнитные поля в курортологии и физиотерапии / Е.Ф. Левицкий, Б.И. Лаптев, Г.Н. Сидоренко. – Томск, 2000. – 127 с.
  7. Кочеткова, Т.Д. Температурные зависимости спектровдиэлектрической проницаемости воды и водных растворов спиртов в области релаксации : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. – Томск, 2003. – 126 c.
  8. Семихина, Л.П. Низкочастотная диэлькометрия жидкостей в слабых вихревых электрических полях : автореф. дис. … докт. физ.-мат. наук. – Тюмень, 2006. – 33 с.
  9. Смирнов, А.Н. Супранадмолекулярные комплексы воды / А.Н. Смирнов, А.В. Сыроешкин // Российский химический журнал. – 2004. – T. 48. – № 2. – C. 125–135.
  10. Вода как гетерогенная структура / А.В. Сыроешкин, А.Н. Смирнов, В.В. Гончарук [и др.] //Электронный журнал «Исследовано в России». – 2006. – С. 843 – 854. Условия доступа : http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/088.pdf
  11. Успенская, Е.В. Изучение структуры воды на супрамолекулярном уровне для разработки новых методов стандартизации и контроля качества минеральных вод и жидких лекарственных форм : автореф. дис. … канд. хим. наук. – М., 2007. – 27 c.
  12. Michaelides,А.Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces/ А.Michaelides, K. Morgenstern // Nature Materials. – 2007. – V.6. – P. 597–601.
  13. Гончарук, В.В.Влияние температуры на кластеры воды / В.В. Гончарук, Е.А. Орехова, В.В.Маляренко // Химия и технология воды. – 2008. – Т. 30. – № 2. – С. 150–158.
  14. Кластеры и гигантские гетерофазные кластеры воды / В.В. Гончарук, В.Н. Смирнов, А.В. Сыроешкин[и др.] // Химия и технология воды. – 2007. – Т. 29. – № 1. – С. 3–17.
  15. Влияние микропримесей NaCl на динамику кластерообразования в жидкой воде: спектроскопия низкочастотного комбинационного рассеяния / А.В. Баранов, В.И. Петров, А.В. Федоров [и др.] // Письма в ЖЭТФ. – 1993. – T. 57. – Вып. 6. – C. 356–359.
  16. Кузнецов, Д.М. Акустическая эмиссия при фазовых превращениях в водной среде / Д.М. Кузнецов, А.Н. Смирнов, А.В. Сыроешкин // Российский химический журнал. – 2008. – Т. 52. – С. 114–121.
  17. Френкель, Я.И. Кинетическая теория жидкостей / Я.И. Френкель. – Л. : Наука, 1975. – 592 с.
  18. Глувштейн, А.Я. Колебания проводимости в воде / А.Я. Глувштейн // Биофизика. – 1996. – Т. 41. – Вып. 3. – С. 564–558.
  19. Глувштейн, А.Я. Низкочастотные колебания проводимости в воде и водных растворах хлорида натрия и калия / А.Я. Глувштейн // Биофизика. – 1996. – Т. 41. – Вып. 3. – С. 559–563.
  20. Наберухин, Ю.И. Структурные модели жидкостей / Ю.И. Наберухин. – Новосибирск : Изд-во Новосибирск. гос. ун-та, 1981. – 84 с.

______________________________

 BORIS I. LAPTEV, Dr. Tech. Sc., Prof.,

bornovo@gmail.com

GALINA N. SIDORENKO, Ph.D., Assoc. Prof.,

bornovo@gmail.com

Nove technologije d. o. o.,

Legatova 2, 1000, Ljubljana, Slovenija

NIKOLAY P. GORLENKO, Dr. Tech. Sc., Prof.,

Gorlen52@mail.ru

ANTON K.KULCHENKO, P.G.,

antonhimik@mail.ru

Surgut State University,

1 Lenin sq., Surgut, 628412, Russia

YURI S. SARKISOV, Dr. Tech. Sc., Prof..

Yu-s-sarkisov@yandex.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2 Solyanaya sq., Tomsk, 634003, Russia

LEONID V. ANTOSHKIN, senior researcher.

1 Akademichesky avenue, Tomsk, 634021, Russia

EVALUATION  OF  WATER  STRUCTURE  AND  AGUEOUS  SOLUTION  OF  SODIUM  CHLORID  USING  DIELECTROMETRY  AND  RESONANCE  METHOD

It is shown, that at temperature 20 °С with augmentation of frequency of a reactive current from 1 up to 300 kHz the electric capacity of the distilled water repeatedly decreases. At rising the concentration of NaCl aqueous solutions their electric capacity, in comparison with the distilled water capacity, repeatedlyincreases at first on low (10–30 kHz ), and then on higher frequencies (100–300 kHz). Q-factor of an oscillating circuit on a frequency of 10 kHz monotonously increases, and on frequencies 30 and 100 kHz at first decrease, but increases at the further augmentation of concentration of NaCl solutions up to 1.10–3 – 1.10–2 M. It is assumed, that the specified changes in the distilled water are caused by the presence ofinterconnected clusters in it. Changes in NaCl solutions depend on a ratio of quantity and the sizes of clusters of waters and degrees of ions hydrations. The proposed resonance method can be used to describe processes in the binder systems with the introduction of chemical additives.

Key words: water structure; the structure of aqueous solutions; hydration of ions.

References

  1. Chemodanov, D.I., Kruglitskiy, N.N., Sarkisov, Yu.S. Fiziko-khimicheskaya mekhanika oksidnykh sistem [Physico-chemical mechanics of oxide systems]. – Tomsk State University Publ., 1989. – 230 p. (rus)
  2. Sarkisov, Yu.S. Vyazhushchie veshchestva na osnove oksidnykh system [Binders based on oxide systems] // Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. – 2013. – No. 1. – P. 108–119. (rus)
  3. Dobavki v beton : spravochnoe posobie [Admixtures for concrete: Reference book] / pod red. V.S. Ramachadrana. – Moscow, Stroyizdat Publ., 1988. – 575 p. (rus)
  4. Gorlenko, N.P., Sarkisov, Yu.S. Nizkoenergeticheskaya aktivatsiya dispersnykh system [The low-energy activation of disperse systems]. – Tomsk, State University of Architecture and Building Publ., 2011. – 264 p. (rus)
  5. Laptev, B.I., Sidorenko, G.N., Gorlenko, N.P. [i dr.]. Protsessy strukturoobrazovaniya v vode i v vodnykh rastvorakh [Structure formation processes in water and aqueous solutions] // Voda i ekologiya. Problemy i resheniya [Water and environment. Problems and solutions]. – 2012. – No. 2/3. – P. 26–34. (rus)
  6. Levitskiy, E.F., Laptev, B.I., Sidorenko, G.N. Elektromagnitnye polya v kurortologii i fizioterapii [Electromagnetic fields in the resorts and physiotherapy]. – Tomsk, 2000. – 127 p. (rus)
  7. Kochetkova, T.D. Temperaturnye zavisimosti spektrov dielektricheskoy pronitsaemosti vody i vodnykh rastvorov spirtov v oblasti relaksatsii [Temperature dependences of the dielectric constant of water and aqueous solutions of alcohols in the field of relaxation]. – Tomsk, 2003. – 126 p. (rus)
  8. Semikhina, L.P. Nizkochastotnaya diel'kometriya zhidkostey v slabykh vikhrevykh elektricheskikh polyakh [The low-frequency dijelkometriya of liquids in weak vortex electric fields]. – Tyumen, 2006. – 33 p. (rus)
  9. Smirnov, A.N., Syroeshkin, A.V. Supranadmolekulyarnye kompleksy vody [Supra supermolecular complexes of water] // Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal [Russian Chemical Journal]. – 2004. – V. 48. – No. 2. – P. 125–135. (rus)
  10. Syroeshkin, A.V., Smirnov, A.N., Goncharuk, V.V. [i dr.] Voda kak geterogennaya struktura [Water as a heterogeneous structure] // Elektronnyy zhurnal «Issledovano v Rossii» [Electronic Journal "It is investigated in Russia."]. – 2006. – P. 843–854. – Available at : http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/088.pdf (rus)
  11. Uspenskaya, E.V. Izuchenie struktury vody na supramolekulyarnom urovne dlya razrabotki novykh metodov standartizatsii i kontrolya kachestva mineral'nykh vod i zhidkikh lekarstvennykh form [The study of water structure at supramolecular level for developing the new methods of standardization and quality control of mineral water and liquid medical forms]. – Moscow, 2007. – 27 p. (rus)
  12. Michaelides, A., Morgenstern, K. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces // Nature Materials. – 2007. – V. 6. – P. 597–601.
  13. Goncharuk, V.V., Orekhova, E.A., Malyarenko, V.V. Vliyanie temperatury na klastery vody [Temperature influence on water clusters]. Khimiya i tekhnologiya vody [Chemistry and technology of water.]. – 2008. – V. 30. – No. 2. – P. 150–158. (rus)
  14. Goncharuk, V.V., Smirnov, V.N., Syroeshkin, A.V. [i dr.]. Klastery i gigantskie geterofaznye klastery vody [Clusters and giant heterophase water clusters] // Khimiya i tekhnologiya vody. [Chemistry and technology of water]. – 2007.– V. 29.– No. 1.– P. 3–17. (rus)
  15. Baranov, A.V., Petrov, V.I., Fedorov, A.V. [i dr.]. Vliyanie mikroprimesey NaCl na dinamiku klasteroobrazovaniya v zhidkoy vode: spektroskopiya nizkochastotnogo kombinatsionnogo rasseyaniya [Influence of NaCl microelements on dynamics of cluster formation in liquid water: spectroscopy of low-frequency combinational] // Pis'ma vZhETF [Letters to Journal of Experimental and Theoretical Physics]. – 1993. – V.57. – Issue 6. – P. 356–359. (rus)
  16. Kuznetsov, D.M., Smirnov, A.N., Syroeshkin, A.V. Akusticheskaya emissiya pri fazovykh prevrashcheniyakh v vodnoy srede [Acoustic emission during phase transformations in the aquatic environment] // Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal [Russian Chemical Journal]. – 2008. – V. 52. – P. 114–121. (rus)
  17. Frenkel', Ya.I. Kineticheskaya teoriya zhidkostey [Kinetic Theory of Liquids]. Leningrad, Nauka Publ., 1975.– 592 p. (rus)
  18. Gluvshteyn, A.Ya. Kolebaniya provodimosti v vode [Conductivity fluctuations in water] // Biofizika [Biophysics]. – 1996. – V. 41. – Issue 3. – P. 564–558.
  19. Gluvshteyn, A.Ya. Nizkochastotnye kolebaniya provodimosti v vode i vodnykh rastvorakh khlorida natriya i kaliya [Low-frequency fluctuations of conductivity in water and aqueous solutions of chloride of sodiumand potassium]. Biofizika [Biophysics]. – 1996.– V. 41.– Issue 3.– P. 559–563. (rus)
  20. Naberukhin, Yu.I. Strukturnye modeli zhidkostey [Structural models of fluids]. Novosibirsk State University Publ., 1981. – 84 p. (rus)

Статья | (440 Кб)