ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОДЫ В ПРОЦЕССЕ МЕМБРАННОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА И ЕЕ БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

Попова И. Ю., Киселев В. И., Лобышев В. И.
Физический факультет Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, 119899 Москва
Исследовано изменение физико-химических свойств (рН, редокс-потенциал, электропроводность) дистиллированной воды и растворов хлорида натрия в процессе мембранного электролиза. Мембранный электролизер представляет собой прямоугольную кювету, разделенную на две равные части мембраной, перпендикулярной ее боковым стенкам. Электродами являются плоские пластины из платины размером 21х50 мм. После проведения электролиза дистиллированной воды величина рН католита смещена в щелочную область относительно начального значения рН, а рН анолита в кислую, редокс-потенциал католита меньше редокс-потенциала анолита, электропроводность католита значительно выше начального значения электропроводности. Указанные отличия физико - химических свойств католита и анолита сохраняются десятки часов, уменьшаясь со временем. Проанализирована зависимость данных физико-химических свойств от строения и пористости мембраны, а также от времени обработки и от величины приложенного напряжения. Установлено, что конечные значения рН, редокс-потенциала и электропроводности, а также динамика изменения локальной разности потенциалов, регистрируемая зондовым методом, зависят от используемой мембраны.

Вода, прошедшая электролиз, приобретает биологическую активность. Установлено, что анолит, по сравнению с католитом и необработанной дистиллированной водой, вызывает усиленный рост корней у традесканции зеленой (Tradescantia viridis). Через неделю после начала эксперимента среднее значение длины корней в анолите х=12,1 мм, в католите y=2,3 мм, в дистилляте z=3,5 мм. Согласно критерию Вилкоксона, х отличается от у и z с достоверностью 99%, для величин у и z такого заключения сделать нельзя. Изменения рН, редокс-потенциала и электропроводности в растворах NaCl носят такой же характер, как и в случае дистиллированной воды. Но зависимость силы тока от времени в растворе NaCl имеет качественно другой, более сложный характер. Обсуждаются механизмы описанных явлений, в частности, роль естественной конвекции в данном процессе. Сделан вывод о том, что при мембранном электролизе воды наряду с образованием высокоактивных продуктов электрохимических реакций происходит структурная перестройка воды.