Vigasin A.A., Volkov A.A., Tikhonov V.I., Shelushkin R.V.
Uppsatsen visar att vattenångadsorption under normala förhållanden gör det möjligt att särskilja vattenmolekyler efter deras spinntillstånd. Prover berikade med orto- eller para-spin-isomerer av vatten kan förbli i den kondenserade fasen under lång tid utan att genomgå spontan spin-omvandling. Det har visat sig att ojämvikten med avseende på spinmodifieringarna av vatten i atmosfären kan leda till en märkbar förändring av dess strålningsegenskaper.
Effekten av spin-selektiv adsorption av vattenånga på ytan av aluminiumoxid upptäcktes för cirka 10 år sedan (se t.ex. ). B visar att denna effekt kan användas för att separera vattenspinnisomerer genom frontalkromatografi. Den parallella orienteringen av vätespin i vattenmolekylen för den till ortomodifieringstillståndet och den antiparallella orienteringen till paramodifieringstillståndet. Förhållandet mellan statistiska vikter för orto- och para-tillstånd är 3, därför är halten av orto-isomerer 3 gånger högre än halten av para-isomerer i vattenånga i jämvikt under normala förhållanden. Eftersom övergångar mellan orto- och paratillstånden för molekylen är förbjudna, är vattenånga i huvudsak en blandning av oberoende orto- och parafraktioner. Denna artikel beskriver ett laboratorieexperiment där åtminstone en trefaldig förändring i jämviktsförhållandet 3:1 orto/para i vattenånga uppnås genom spinn-selektiv adsorption. En kvalitativ förklaring av det observerade fenomenet föreslås och det visas att kränkningen av orto-para-förhållandet under förhållanden i en verklig atmosfär kan leda till märkbara variationer i dess strålningsegenskaper.
Tanken med experimentet är att försöka observera kränkningen av orto-para-jämvikt i vatten som ett resultat av dess interaktion med adsorbenten genom att kontinuerligt övervaka intensiteten hos de spektrala orto- och para-linjerna i rotationsspektrumet av vattenmolekylen. Som en sond valdes ett par tätt placerade intensiva orto- och para-linjer som tillhör den roterande delen av spektrumet, bekvämt för inspelning, (Fig. 1). En blandning av vattenånga med kväve som bärgas fördes långsamt genom en adsorptionskolonn fylld med poröst kol. Gasen som lämnade kolonnen leddes till en cell kopplad till en submillimeter BWO-spektrometer. I kyvetten sonderades arbetsblandningen vid frekvenser av 30-40 cm -1 med en stråle av frekvensavstämbar monokromatisk strålning. I det styckvis-kontinuerliga läget med en hastighet av 10 punkter/s, en upplösning på 0,0003 cm -1 och en periodicitet på 1 min, registrerades transmissionskoefficienten för gasskiktet och mönstret för orto-para-dubbelt visas i Fig. 1 observerades. 2. Det visade sig att under passagen av vattenånga genom adsorbenten inträffar en regelbunden och väl reproducerbar omfördelning av linjeintensiteterna. Partialtrycket av vattenånga i vårt experiment översteg inte 1 Top, vilket gjorde det möjligt att försumma Doppler-breddningen och bara ta hänsyn till kollisionsbreddningen. Det antogs att de observerade linjerna har en Lorentzisk form med integrerade intensiteter respektive halvbredder, Sort och S par och g ort och g par . Summan av två Lorentziska konturer passade in i de uppmätta linjerna i realtid, vilket gav kvantifiering förändringar i de integrerade intensiteterna för orto- och paralinjerna och följaktligen det erforderliga orto/para-förhållandet i vattenånga.
Den resulterande formen av relationen beroende på tid visas i fig. 3. Som kan ses har orto-vattenmolekyler större rörlighet i kolfiltret. Av denna anledning anrikades i processen för diffusion genom adsorbenten de initiala delarna av vattenånga med ortomolekyler, och efterföljande portioner anrikades med paramolekyler. Orto- och para-anrikade delar av vattenånga togs från flödet vid lämpliga tidpunkter och frystes ut med användning av en kvävefälla. Prover av centrifugeringsmodifierat vatten upp till 50 ml i volym ackumulerat på detta sätt förvarades i ett hushållskylskåp. Efter en viss tid tinades de och utsattes för upprepad spektralanalys för orto-para-innehåll. Vattnet anrikat på orto- eller para-modifieringar, som har varit i den fasta och flytande fasen, visade återigen en skillnad från jämviktsförhållandet orto/para. Livslängden för modifieringar uppskattas till tiotals minuter för flytande vatten och månader för is. Vi fann också att, förutom kol, kan många andra ämnen med utvecklad yta, såsom zeoliter, kiselgel, etc. fungera som vattenspinmodifierare.
En kvalitativ modell av den spin-selektiva adsorptionsprocessen kan representeras enligt följande. Låt det totala antalet vattenångmolekyler vara N0, varav N 0 ort är i orto och N 0 par i paratillstånd, så att N 0 ort +N 0 par =N 0 Om vi antar att adsorptions- och desorptionshastigheterna för spinnfraktioner är olika och det finns ingen ömsesidig omvandling mellan dem vare sig i gasfasen eller på ytan, då kan diffusionsprocessen beskrivas med hjälp av följande ekvationssystem:
som måste uppfylla de initiala villkoren för termodynamisk jämvikt. Därför har vi för relationen N ort /N par
Med hjälp av denna lösning kan man beskriva experimentdata (fig. 3) genom att hitta adsorptions- och desorptionshastighetskonstanter med hjälp av minsta kvadraters förfarande. Vi tror att vid det inledande ögonblicket förhållandet N 0 ort /N 0 par = 3. Att anpassa teorin till experimentet ger i relativa enheter: k ort a =0,9; k ort d =0,08; kpar a = 3,5; k par d = 0,5. Det kan ses att de kinetiska konstanterna för paramolekyler är 3–6 gånger högre än för ortomolekyler. Följande kan föreslås som en möjlig förklaring till denna skillnad. För en förtärnad gas kan desorptionen av en molekyl från ytan betraktas som en monomolekylär process [3]. Detta innebär att molekylen desorberas när energin som överstiger energin för lösgöring från ytan koncentreras till att bindningen bryts. Den motsvarande hastighetskonstanten kan representeras som: k=(v*W)/Q, här är v aktiveringshastigheten, W är antalet tillstånd med energi över dissociationströskeln, Q är kvantpartitionsfunktionen. Huvudkällan till överskott av intern energi är energin från intermolekylära vibrationer, som är oberoende av spinntillståndet för den adsorberade molekylen; därför kan antalet tillstånd W antas vara oberoende av spinnmodifieringen. Tvärtom kan fördelningsfunktionen innefatta en rotationskomponent, förutsatt att den adsorberade molekylen utför långsam eller fri rotation som en del av molekyl-yta-komplexet. Därför kan det förväntas att förhållandet mellan desorptionskonstanter kommer att skilja sig med en faktor 3: k ort d /k par d =1/3
För att karakterisera skillnaden i adsorptionskonstanterna introducerar vi jämviktskonstanten K eq , som uppenbarligen är lika med K eq =k a /k d =(Q H2O *Q surf)/Q ads . Här är Q H2O , Q surf och Q ads fördelningsfunktionerna för vattenmolekylen, ytan respektive molekyl-yta-komplexet. Antar det 
, kan vi dra slutsatsen att förhållandet k ort a /k par a måste vara 1/3. Om vi accepterar liknande förhållanden för hastighetskonstanterna för adsorption och desorption är det inte svårt att approximera det experimentella beroendet som visas i fig. 3 i området för orto/para-förhållandet som överskrider jämvikten
Det visar sig dock vara omöjligt att beskriva det efterföljande överskottet av ånghalten i fraktionen jämfört med ortofraktionen. För att göra denna beskrivning komplett måste man anta att förhållandet mellan adsorptionskonstanter k ort a /k par a i verkligheten inte är 1/3 = 0,333(3), utan är ungefär 0,5-0,7. Såsom visas i fig. 3, under detta antagande är det möjligt att exakt förmedla det kvalitativa förloppet för den observerade kinetiken för orto/para-förhållandet. Baserat på experimentet och den föreslagna modellen kan man anta att icke-jämviktsseparationen av vatten till orto- och para-spin-isomerer sker naturligt i olika naturliga processer - i levande organismer och i miljön. I synnerhet är det möjligt att långvariga fluktuationsbrott i förhållandet 3:1 orto/para förekommer i atmosfären.
Vattenånga i atmosfären är ständigt i icke-stationära förhållanden och upplever kondensering och avdunstning i luftvolymen på aerosolpartiklar i föroreningar, i moln och på jordens yta. Därför kan det förväntas att under vissa förhållanden i processen för kinetiska transformationer kommer jämviktsförhållandet mellan spinmodifieringar i vattenånga att kränkas. Det är av intresse att uppskatta i vilken utsträckning denna överträdelse kan påverka den atmosfäriska överföringsfunktionen. Om variationerna i atmosfärisk transmission med en bruten spinnsammansättning visar sig vara betydande, kommer detta att innebära att modellering av atmosfärens strålningsegenskaper är omöjlig utan en detaljerad kunskap om den kinetiska förhistorien för vattenånga i atmosfären. För att utvärdera effekten beräknade vi modellens transmissionsspektrum för ett vattenångskikt under atmosfäriska förhållanden baserat på data om parametrarna för vattenångledningar som finns i HITRAN-databasen. Beräkningarna gjordes för det spektrala området nära 10 μm, där maximum av Planck-strålningskurvan för jordens uppvärmda yta finns. Förutom "jämvikts"-absorptionskoefficienten a eq som motsvarar strålningens passage genom ett skikt av vattenånga med ett normalt orto/para-förhållande på 3:1, beräknade vi "icke-jämvikts"-absorptionskoefficienten a neq motsvarande brutet orto/para-förhållande. Det visade sig att absorptionen vid utvalda våglängder och integralabsorptionen över en del av spektrumet är märkbart känsliga för brott mot orto/para-jämvikt. Det är lätt att visa att, beroende på graden av kränkning av jämviktsspinkompositionen, absorptionskoefficienten för vattenånga normaliserad till jämviktsvärdet ligger inom fasta gränser, nämligen den är begränsad av regionen
där x anger förhållandet N ort /N par (se fig. 4). Mittlinjen som visas i fig. 4 av den streckade linjen kännetecknar icke-jämviktsabsorptionskoefficienten som medelvärde över en region som innehåller ett stort antal slumpmässigt placerade orto- och para-absorptionslinjer.
Således visar föreliggande arbete möjligheten att bryta jämviktsförhållandet orto/para i vatten som ett resultat av dess kontakt med en adsorbent och förmågan hos metastabila orto- och paramodifieringar att existera som oberoende substanser under lång tid. Ett antagande görs om en möjlig kränkning av orto/para-förhållandet i naturliga processer. Det har visat sig att effekten av spinjämviktsöverträdelse under kondenseringen av vattenånga kan vara viktig för utbredningen av strålning och strålningsbalansen i atmosfären.
Detta arbete stöddes delvis av anslag från den ryska stiftelsen för grundforskning 02-05-64529
BIBLIOGRAFI
- Konyukhov V.K., Tikhonov V.I., Tikhonova T.I. //Proc. Gen. Phys. Inst. 1990. V. 12. S. 208-215.
- Tikhonov V.I., Volkov A.L. // Vetenskap. 2002. V. 296. S. 2250.
- Kuznetsov N.M. Kinetik för monomolekylära reaktioner. M.: Nauka, 1982.
- Rothman L.S., Gamache R.R., Tipping R.H. et al. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. överföra. 1992. V. 48. S. 469-507.
anteckning vetenskaplig artikel om geovetenskap och relaterade ekologiska vetenskaper, författare till vetenskapligt arbete - Gibert K. K., Stekhin Anatoly Alexandrovich, Yakovleva G. V., Sulina Yu. S.
Studien genomförde en experimentell bedömning av långsiktiga strukturella och fysiska förändringar tillhörande vattenfaser i dricksvatten behandlat under hypomagnetiska förhållanden enligt en teknologi som möjliggör omvandling av orto-para-isomerer av vatten i närvaro av en triplettsyrekatalysator. Enligt resultaten av mätningar av parametrarna för de bildade nanoassociaten i vatten hittades ett antal regelbundenheter som gör det möjligt att bestämma påverkansmekanismerna hypomagnetisk behandling på vattens katalytiska egenskaper och den långsiktiga stabiliteten av dess aktiverade tillstånd, vilket säkerställer långvarigt upprätthållande av hög biologisk aktivitet av dricksvatten. I synnerhet, under hypomagnetiska bearbetningsförhållanden, bildas en tätare packning av amorf is VI i sammansättningen av peroxidassociationer, som fungerar som en slags reservoar av atmosfäriska gaser. I en sådan reservoar realiseras högre tryck jämfört med normala geofysiska förhållanden, vilket stimulerar gasfasreaktioner med bildning av syrgasdimerer och trimerer som finns i två elektroniskt aktiva konfigurationer med bindningsenergier på 0,3 och ~ 0,2 eV, som ger fasmodulering , vilket resulterar i kondens från miljö ytterligare elektroner på paramagnetiskt syre, vilket säkerställer långvarigt underhåll av vattnets elektrondonatorkapacitet och dess elektriskt icke-jämviktstillstånd.
Relaterade ämnen vetenskapliga artiklar om geovetenskap och relaterade miljövetenskaper, författaren till det vetenskapliga arbetet är Gibert K. K., Stekhin Anatoly Aleksandrovich, Yakovleva G. V., Sulina Yu. S.
-
Riktningen för dricksvattnets biologiska verkan
2015 / Gibert K. K., Karasev A. K., Marasanov A. V., Stekhin Anatoly Alexandrovich, Yakovleva G. V. -
Jonradikala former av syre - huvudindikatorn som återspeglar vattnets elektrondonatorförmåga
2013 / O. V. Zatsepina, Anatoly Alexandrovich Stekhin, G. V. Yakovleva -
Livslängd för hydrobionter Daphnia magna i beröringsfritt aktivt vatten
2015 / Iksanova T. I., Stekhin Anatoly Aleksandrovich, Yakovleva G. V., Kamenetskaya D. B. -
Elektronisk brist som en möjlig hälsoriskfaktor
2014 / Rakhmanin Yury Anatolyevich, Stekhin Anatoly Alexandrovich, Yakovleva Galina Vasilievna -
Bedömning av kvaliteten på dricksvattnet genom struktur- och energiindikatorer
2012 / Rakhmanin Yu. A., Stekhin A. A., Yakovleva G. V. -
Undersökning av självinduktion av reaktiva syreämnen i vattenlösningar av uranföreningar
2013 / Gumenyuk Vasily Ivanovich, Kulinkovich Alexey Viktorovich -
Ny riskfaktor för människors hälsa - elektronbrist i miljön
2013 / Rakhmanin Yu. A., Stekhin A. A., Yakovleva G. V., Tatarinov V. V. -
Egenskaper för förändringar i de elektrokemiska parametrarna för vatten aktiverat av strukturellt belastat kalciumkarbonat i micellär form
2013 / Zatsepina O. V., Stekhin Anatoly Aleksandrovich, Yakovleva G. V., Pyanzina I. P. -
Vattens struktur- och energiegenskaper, deras roll i miljöekologi
2013 / Ivlev Lev Semenovich, Reznikov Vladimir Alexandrovich -
Effekter av kvantisk icke-lokalitet i vattenaktiveringsprocesser
2014 / Olga V. Zatsepina, Anatoly A. Stekhin, Galina V. Yakovleva
Att behålla elektrondonatoregenskaperna hos dricksvatten
I en studie utfördes den experimentella utvärderingen av långsiktiga strukturella fysiska förändringar av fasen av associerat vatten i dricksvatten behandlat under hypomagnetiska förhållanden enligt tekniken som ger retention av orto/para-isomerer av vatten i närvaro av en katalysatortriplett syre. Enligt resultaten av mätningar av parametrar för nanoassociationer bildade i vattnet hittades en serie konsistenser, som gör det möjligt att bestämma mekanismerna för effekten av hypomagnetisk behandling på vattens katalytiska egenskaper och långsiktig stabilitet i dess aktiverade tillstånd, som ger långvarigt underhåll av hög biologisk aktivitet av dricksvatten. I synnerhet under hypomagnetiska förhållanden av behandlingen bildas tätare packning av amorf is VI i sammansättningen av associerade peroxider, som fungerar som en slags "reservoar" av atmosfäriska gaser. I en sådan "reservoar" realiserades högre tryck, jämfört med normala geofysiska förhållanden, som stimulerar gasfasreaktionerna med bildandet av dimerer och trimerer av syre som existerar i de 2-elektron aktiva konfigurationerna med bindningsenergier på 0,3 eV och ~ 0,2 eV, tillhandahåller fasmodulering, vilket resulterar i kondensering av miljöns ytterligare elektroner på paramagnetiskt syre, vilket ger det långsiktiga upprätthållandet av elektrondonatorförmågan hos vatten och elektriskt icke-jämviktstillstånd.
Texten till det vetenskapliga arbetet på ämnet "Bevarande av dricksvattnets elektrondonatoregenskaper"
Experimentella studier
Gibert K.K.1, Stekhin A.A.2, Yakovleva G.V.2, Sulina Yu.S.1
BEVARANDE AV ELEKTRONGIVARE EGENSKAPER FÖR DRYCKVATTEN
1 LLC "AquaHelios", 630132, Novosibirsk, st. Omskaya, 94, Ryssland; 2 FGBU Research Institute of Human Ecology and Environmental Hygiene. EN. Sysina från Rysslands hälsoministerium, Moskva, 119121, Moskva, st. Pogodinskaya, 10, Ryssland
Studien utförde en experimentell bedömning av långsiktiga strukturella och fysiska förändringar i den associerade vattenfasen i dricksvatten behandlat under hypomagnetiska förhållanden enligt en teknologi som involverar omvandling av orto-para-isomerer av vatten i närvaro av en katalysator - triplettsyre . Enligt resultaten av mätningar av parametrarna för de bildade nanoassociaten i vatten fann man ett antal regelbundenheter som gör det möjligt att bestämma mekanismerna för effekten av hypomagnetisk behandling på vattnets katalytiska egenskaper och den långsiktiga stabiliteten av dess aktiverat tillstånd, vilket säkerställer långtidsupprätthållande av hög biologisk aktivitet av dricksvatten. I synnerhet, under hypomagnetiska bearbetningsförhållanden, bildas en tätare packning av amorf is VI i sammansättningen av peroxidassociationer, som fungerar som en slags reservoar av atmosfäriska gaser. I en sådan reservoar realiseras högre tryck jämfört med normala geofysiska förhållanden, vilket stimulerar gasfasreaktioner med bildning av syrgasdimerer och trimerer som finns i två elektroniskt aktiva konfigurationer med bindningsenergier på 0,3 och ~ 0,2 eV, som ger fasmodulering , vilket resulterar i kondensering av ytterligare elektroner från omgivningen på paramagnetiskt syre, vilket säkerställer långsiktigt bibehållande av elektrondonatorkapaciteten hos vatten och dess elektriskt icke-jämviktstillstånd.
Nyckelord: tillhörande vattenfas; hypomagnetisk behandling; orto-para-omvandling av vattenisomerer.
För citat: Hygien och sanitet. 2015; 94(3): 97-100.
Gibert K.K. 1, Stekhin A.A. 2, Yakovleva G.V.2, Sulina Yu.S.1 HÅLLAR DRYCKSVATTENS ELEKTRONGIVARE EGENSKAPER
1 Aktiebolag "Akva Gelios", Novosibirsk, Ryssland, 630132; 2A.N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health, Moskva, Ryssland, 119121
I en studie genomfördes den experimentella utvärderingen av långsiktiga strukturella-fysikaliska förändringar av fasen av associerat vatten i dricksvatten behandlat under hypomagnetiska förhållanden enligt tekniken som ger retention av orto/para-isomerer av vatten i närvaro av en katalysator - triplett syre. Enligt resultaten av mätningar av parametrar för nanoassociationer bildade i vattnet hittades en serie konsistenser, vilket gör det möjligt att bestämma mekanismerna för effekten av hypomagnetisk behandling på vattnets katalytiska egenskaper och långsiktig stabilitet i dess aktiverade tillstånd , som ger det långsiktiga underhållet av hög biologisk aktivitet av dricksvatten. I synnerhet undermagnetiska hypomagnetiska förhållanden av behandlingen det bildas tätare packning av amorf is - VI i sammansättningen av associerade peroxid, som fungerar som en slags "reservoar" av atmosfäriska gaser. I en sådan "reservoar" realiserades högre tryck, jämfört med normala geofysiska förhållanden, som stimulerar gasfasreaktionerna med bildning av dimerer och trimerer av syre som existerar i de 2-elektronaktiva konfigurationerna med bindningsenergier på 0,3 eV och ~ 0,2 eV , tillhandahållande av fasmodulering, vilket resulterar i kondensering av miljöns ytterligare elektroner på paramagnetiskt syre, vilket ger det långsiktiga upprätthållandet av elektrondonatorförmågan hos vatten och elektriskt icke-jämviktstillstånd.
Nyckelord: fasassocierad vatten hypomagnetisk bearbetning, orto/para vattenisomeromvandling Citation: Gigiena i Sanitariya. 2015; 94(3): 97-100. (på ryska)
Den nuvarande riktningen för förebyggande medicin under de senaste åren är skapandet av verktyg som har egenskaperna att kompensera för den negativa påverkan på människors hälsa av miljöfaktorer, inklusive tillstånd som definieras som elektroniska brister. Dricksvatten kan tjäna som ett av sådana medel, som efter dess bearbetning under vissa tekniska förhållanden (fysisk behandling) får återställande av elektrondonatoregenskaper.
Dessa tekniker har nackdelar, av vilka den viktigaste är den låga säkerheten
För korrespondens: Anatoly Stekhin, [e-postskyddad]
För korrespondens: Stekhin A.A., [e-postskyddad]
minska egenskaperna hos dricksvattnet, vilket beror på ganska höga avslappningshastigheter för vattnets metastabila tillstånd. Emellertid är effekterna av påverkan av diamagnetiskt deuterium på tillståndet för den associerade vattenfasen kända, vilket visar sig i en ökning av värdena för fasfraktionen i bulkvatten med en ökning av deuteriumkoncentrationen, vilket återspeglar lossningen effekt av spin-aktiva föroreningar i vatten på anjon-kristallina associationer. Samtidigt diskuteras aktivt den biologiska aktiviteten hos kärnspinnisomererna av vatten (orto- och para-isomerer) och deras inverkan på parametrarna för den associerade vattenfasen i den vetenskapliga litteraturen. Med hänsyn till data från teoretiska studier, a ny teknologi fysisk behandling av vatten under hypomagnetiska förhållanden, vilket tillåter
[hygien och sanitet 3/2015
ger vattenregenererande egenskaper som håller länge.
Under naturliga geomagnetiska förhållanden är det stabila förhållandet mellan orto-para-isomerer i bulkvatten 1:3, vilket förklaras av förbudet mot ömsesidiga övergångar av orto- och para-vattenmolekyler som ett resultat av kollisions- och strålningseffekter. Samtidigt har ortovatten enligt , hög flyktighet, vilket indirekt indikerar att det övervägande är i den fria vattenfasen.
Med tanke på problemen med spin-omvandling av vattenisomerer är det nödvändigt att uppehålla sig vid de kritiska förhållandena för dessa processer. Sålunda, enligt , underlättas processerna för omvandling av vattenisomerer till varandra nära de kritiska temperaturerna T = 4, 19, 36 och 76°C, vid vilka rotationsenergin kvanta hQmn för orto- och para-isomerer av vatten motsvarar ungefär energin av oelastiska kollisioner kT ~ hfi. Baserat på det faktum att temperaturpunkten på 4°C, enligt uppgifterna från verken, motsvarar den icke-jämviktiga fasövergången is VII - is VIII, vilket innebär en hög effektivitet av den strukturella omorganisationen av den tillhörande vattenfasen, kan den antas att temperaturer på 19 och 36°C (enligt arbetet) också är förknippade med omvandlingen av strukturerna i den associerade vattenfasen, men redan i strukturerna av is VI, som är bärare av radikala anjoner i E. [(HO-<*)^ОН-<*)(Н2О}Т1)]ч, где (Н2О}Тд - ассоциат с тетрагональной (Т) структурой (пентамер Вольрафена - лед VI), д - степень ассоциации, р - параметр ионной координации ).
Det bör noteras att orto-para-omvandlingen avsevärt accelereras i närvaro av katalysatorer, inklusive triplettsyre (elektronspinnet för O2-molekylen är 1). Därför gör närvaron av en katalysator i vatten det möjligt att tillhandahålla orto-para-omvandling. Det är känt att hastigheten för denna omvandling ökar med bildandet av blandade kvanttillstånd, när energinivåerna för orto- och paravatten praktiskt taget sammanfaller och sannolikheten för bildandet av blandade kvanttillstånd och orto-/paraomvandling ökar.
Samtidigt, på grund av orto-isomerernas magnetism, påverkas processerna för orto-para-omvandling också av externa elektromagnetiska fält (EMF) och magnetiska fält. Elektromagnetisk strålning blockerar bildandet av blandade kvanttillstånd och minskar sannolikheten för orto-para-omvandling. Men vid screening från EMF och speciellt under hypomagnetiska förhållanden finns det ingen störande effekt på molekylära strukturer, vilket bör leda till en minskning av energitröskelvärdena för kvantblandning och en mer ordnad struktur av strukturerna hos den bildade amorfa isen VI i sammansättning av associerade.
Syftet med denna studie var att experimentellt utvärdera de strukturella och fysiska förändringarna i den associerade vattenfasen under hypomagnetiska förhållanden, bildade i enlighet med teknologin (RF-patent nr 2007111073/15 daterad 26 mars 2007), och deras effekt på den biokatalytiska vattnets aktivitet.
Forskningsmetodiken bestod i behandling av destillerat och artesiskt vatten i ett kärl tillverkat av icke-magnetiskt material under minst 5 timmar i arbetsutrymmet för en avskärmningsanordning, vilket ger en försvagning av den totala geomagnetiska fältvektorn med minst 300 gånger jämfört med bakgrundsvärdet. Vidare utsattes det behandlade vattnet för forskning utan utspädning (koncentrat av helioprotective
vatten (HWL)). Dessutom studerades den potentierande effekten av HPV-koncentratet på artesiska vatten ("Sibiriens daggdroppe", "Pokrov-voda"). Koncentratet sattes till vattnet i förhållandet 1:10 000 och 1:5 000. Förändringar i vattnets tillstånd bedömdes av en uppsättning struktur- och energiindikatorer som föreslagits av oss i tidigare publicerade arbeten.
resultat och diskussion
Baserat på resultaten av kemiluminescensanalys fastställdes att vatten behandlat under hypomagnetiska förhållanden (HPV-koncentrat) innehåller en onormalt hög koncentration av peroxidanjonradikaler (HO2-(*)), som inte förändras under minst 9 månaders lagring, upplever periodiska variationer i intervallet från 70 till 90 mcg/l.
Redoxpotentialen för både HPV-koncentratet och dess utspädningar i dricksvatten minskar med ~100 mV, pH-värdet ökar med 0,7 enheter och den elektriska ledningsförmågan med 37 mS/m av initialvärdet.
I proverna som erhölls genom utspädning av HPV-koncentratet i dricksvatten noterades också en ökning av koncentrationen av peroxidanjonradikaler i intervallet 1 till 5 µg/l, vilket varar i 1 månad. De fann också en förändring i andelen associerad vattenfas (en ökning till 30 % av initialtillståndet), uppkomsten av högenergitillstånd (med 5-15 %) i fasens energifördelning och en minskning i vattnets absoluta viskositet till värden i storleksordningen 0,985 ... .0,978 centipoise. Med hänsyn till de erhållna värdena för indikatorer i enlighet med klassificeringen av dricksvattnets strukturella och energitillstånd, kan vatten som potentieras av HPV-koncentrat tilldelas den tredje aktivitetsnivån, vilket gör det möjligt att rekommendera dem för användning i för att kompensera för de negativa effekterna av negativa miljöfaktorer, karakteriserade som elektroniska brister.
I studien av dynamiska förändringar i tillståndet för vatten behandlat under hypomagnetiska förhållanden med olika halter av löst syre i det (se tabell), fann man ett antal mönster som gör det möjligt att bestämma mekanismerna för effekten av hypomagnetisk behandling på vattens katalytiska egenskaper.
När man analyserade uppgifterna i tabellen fann man att syre löst i vatten är en av huvudfaktorerna för att öka den katalytiska aktiviteten hos vatten, eftersom förändringar i dess koncentration i vatten med en faktor 2 leder till en ökning av vattenaktiviteten med mer än en storleksordning. Minska tiden för att nå max
Dynamiska förändringar i tiden för maximal intensitet av luminol-hem kemiluminescens i koncentrationen av peroxidanjonradikaler (HO2(*") och syre löst i vatten efter 2 dagars utomhusexponering av prover av artesiskt vatten exponerat under hypomagnetiska förhållanden
Exponering, dagar Vatten
syresatt syrefattigt
gm, s HO2-(,), μg/l O2-koncentration, mg/l hm, s HO2"(,), μg/l O2-koncentration, mg/l
2 6,37 72,0 12,15 14,1 0,69 6,73
5 6,38 63,8 9,71 0,43 7,58 9,34
6 6,42 58,8 9,68 0,69 9,14 9,36
7 6,48 67,5 9,64 0,88 6,68 9,38
8 7,25 56,7 9,6 1,18 5,09 9,39
Genomsnittlig diameter Intensitet
spridning, s1sr, nm spridning, I, %
10 100 Diameter, s1, nm
Ris. Fig. 1. Storleksfördelning av associerade ämnen i den associerade vattenfasen efter hypomagnetisk behandling av vatten. Horisontellt - diameter i nm); vertikal - intensitet (I; i %).
luminol-gemisk kemiluminescens ^ indikerar en minskning av storleken på vattenassociationer innehållande HO^-radikala anjoner. Samtidigt styrs aktiviteten (i syrefattigt vatten) av syrediffusion, och ultralåga diffusionshastigheter och hög långtidsstabilitet för det aktiverade vattnets tillstånd indikerar en större stabilitet i det strukturella tillståndet hos Wolrafen-pentamerer, som utgör den strukturella basen av den tillhörande vattenfasen, jämfört med normala geomagnetiska förhållanden.
Som följer av detta beroende indikerar en minskning av tiden för att nå den maximala intensiteten av kemiluminescens en minskning av associerades diameter, vilket är förknippat med förstärkningen av dess strukturella organisation. Ett liknande beroende erhölls också i arbetet med vattenbehandling under Faradays EMF-screening. Minskningen av storleksparametern för associerade föreningar i vatten indikerar påverkan av spinomvandlingsfaktorn och blandade kvanttillstånd exciterade av molekylärt syre under hypomagnetiska förhållanden.
Storleksparametrarna för de bildade peroxidassociaten i det behandlade vattnet bestämdes med hjälp av en laserkorrelationsdispersionsmätare (LCD), som gör det möjligt att selektivt isolera en ny fraktion av peroxidassociationer mot bakgrund av supramolekylära strukturer av vatten större än 10 μm, och när den maximala intensiteten av luminol-hemkemiluminescens uppnås.
Fördelningen av associerade föreningar efter storlek i de studerade vattenproverna under dess diffusionskontrollerade syresättning med LCA-metoden visas i Fig. 1. ett.
Baserat på resultaten av bedömningen av fördelningen av associerade föreningar i det behandlade vattnet, kan det noteras att förutom supramolekylära strukturer och associationer med positiv polaritet, som ett resultat av behandlingen, associerar med negativ polaritet med en storlek på 80 till 500 nm uppstår, som saknades i det ursprungliga vattnet. Den genomsnittliga storleken på associerade föreningar med negativ polaritet den 1:a dagen efter vattenbehandling, som bär en anjonradikalperoxid, är 194,7 nm.
De erhållna dimensionsparametrarna för associaten jämfördes med tiden för den maximala kemiluminescensintensiteten (se tabell), vilken bestäms av sönderfallstiden för associaten i ett starkt alkaliskt medium av reagenset (pH-11,5), vilket beror på deras storlek. På fig. Figur 2 visar beroendet av storleksparametrarna för peroxidassociationer på tidpunkten för frisättning av den maximala intensiteten av kemiluminescens, vilket
0,4 o!b 08 1 1^2 D.4
Ris. 2. Beroende av medeldiametern för associerade ämnen t) på tiden för maximal intensitet av luminol-hem kemiluminescens (t). Horisontellt - tid (^ i s); vertikalt - diameter i mikron).
I området med små diametrar av associaten beskrivs det av ett omvänt exponentiellt beroende och i området med storlekar från 1,2 till ~ 10 μm, med en linjär approximation d = 1,170,45.
Det erhållna beroendet i jämförelse med tabelldata gör det å ena sidan möjligt att oberoende tolka förhållandet mellan de kinetiska processerna för luminol-hem kemiluminescens och parametrarna för associerade av blandade typer representerade av konjugerade strukturer (^[(HO2"( *) ^OH"(*)(H2O) tr)]/), å andra sidan, bekräftar effekterna av induktion under hypomagnetiska förhållanden av mer stabila peroxidassociationer och syreberoende förändringar i deras storlekar med tiden. Den större stabiliteten hos associerade föreningar av blandad typ som erhålls under hypomagnetiska förhållanden vid vattenbehandling är förknippad med en tätare packning av Wolrafen-pentamerer. Uppenbarligen säkerställer dessa strukturella egenskaper hos associaten bildandet av de termodynamiska betingelser som är nödvändiga för att upprätthålla deras katalytiska aktivitet.
Förändringar i det strukturella och fysiska tillståndet för den associerade vattenfasen under hypomagnetiska förhållanden kan tolkas på basis av bildningen av syredimerer (O.) och deras utbytesdynamik under gasfasförhållanden realiserade i mikrohålrum i den associerade vattenfasen. Förekomsten av O4-molekyler beror på svaga intermolekylära interaktioner (O2-O2 bindningsenergi är 830 cal/mol). Metastabila syredimerer stabiliseras av högt tryck i mikrohålrummen i is VI och kan spontant sönderfalla på grund av tunneleffekten, vilket säkerställer periodisk modulering av storleken på associerade föreningar och excitation av fasinstabiliteter i dem, vilket leder till kvantkondensation av elektroner från miljön. Dessutom stimulerar hypomagnetisk behandling spinnomvandlingen av orto-vatten till para-vatten, från vilket mer stabila packningar bildas i amorfa isar VI. Den höga stabiliteten hos molekylära packningar och orto-orto-dimerer av syre i vatten bekräftas också av uppgifterna från arbetet.
De erhållna uppskattningarna av den tidsmässiga stabiliteten för associerade föreningar, som är bärare av peroxidanjonradikaler, överskrider signifikant spin-omvandlingstiden i flytande vatten av orto(55,5 min)- och para(26,5 min)-isomerer och motsvarar i storleksordning till tidpunkten för spinice-omvandlingar (månader) . Enligt våra uppskattningar överstiger inte nedbrytningstiden för väteperoxid i dricksvatten, som är i ett tillhörande tillstånd, under normala förhållanden i ekvimolära förhållanden 3 veckor.
hygien och sanitet 3/2015
Associates i vatten, med strukturen av amorf is VI, har en hög grad av defekt, vars hålrum är fyllda med luft under högt tryck. Enligt data, i associerade med negativ polaritet som bildas under normala geomagnetiska förhållanden, är det intrastrukturella trycket ~ 25 atm.
Verken har fastställt att bildningen av dimerer och trimerer av syre i gasfasen sker vid förhöjt tryck. Enligt uppgifterna observeras den maximala bildningen av syrgasdimerer i gasfasen vid ett tryck på mer än 50 atm. Enligt arbetet bildas syrgasdimerer även i amorfa material i form av två konfigurationer med bindningsenergierna Eb2 = 0,3 och ~ 0,2 eV. Tiden för ömsesidig övergång av elektroniska tillstånd av syredimerer från en till en annan och tillbaka i amorfa material är -10-2 s.
Vatten som behandlats under hypomagnetiska förhållanden har således en biokatalytisk aktivitet som förblir stabil under lång tid, vilket säkerställer dess höga biologiska aktivitet. Den höga aktiviteten och stabiliteten hos dricksvatten aktiverat under hypomagnetiska förhållanden uppnås genom omvandling av ortovatten till paravatten vid en kritisk temperatur på cirka 19°C och närvaron av löst paramagnetiskt syre, som bildar ett blandat kvanttillstånd som är nödvändigt för att påskynda omvandlingen och bildningen av katalytiskt aktiva syredimerer. Under hypomagnetiska förhållanden, kännetecknade av en 300-faldig undertryckning av den totala geomagnetiska fältvektorn, bildas en tätare packning av amorf is VI i sammansättningen av associerade ämnen av blandad typ (^[(H02"(*)^0H"(*) (H20)mJ]q), som fungerar som I en sådan reservoar realiseras tryck som är högre än normala geofysiska förhållanden, vilket stimulerar gasfasreaktioner med bildning av dimerer och trimerer av syre, som existerar i två elektroniskt aktiva konfigurationer med bindningsenergier
0.3.i - 0.2 eV, vilket ger den tillhörande vattenfasmoduleringen, vilket leder till kondensering av ytterligare elektroner från omgivningen på paramagnetiskt syre. Elektronkondensation fortskrider med bildandet av instabila superoxidanjonradikaler, som blir oproportionerliga i efterföljande omvandlingar till en stabil peroxidanjonradikal. Den senare processen säkerställer långtidsupprätthållande av elektrondonatorkapaciteten hos vatten och dess elektriskt icke-jämviktstillstånd.
Litteratur a (s. 3-5, 8-15, 21-25 se referenser)
1. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. En ny riskfaktor för människors hälsa är bristen på elektroner i miljön. Biosäkerhet och biosäkerhet. 2012; 4(4):21-51.
2. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Elektronisk brist som en möjlig hälsoriskfaktor. Hygien och sanitet. 2013; 6:21-8.
6. Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Strukturerat vatten: icke-linjära effekter. M.: Förlaget LKI; 2008.
7. Baturov L.N., Govor I.N., Obukhov A.S., Plotnichenko V.G., Dianov E.M. Detektion av icke-jämviktsfasövergångar i vatten. Brev till JETF. 2011; 93(2): 92-4.
16. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A. Yakovleva G.V. Utvärdering av kvaliteten på dricksvattnet genom struktur- och energiindikatorer. Hygien och sanitet. 2012; 4:87-90.
17. Zatsepina O.V., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Jonradikala former av syre - huvudindikatorn som reflekterar elektronen - givarförmågan hos vatten. Hygien och sanitet. 2013; 2:91-7.
18. Ryzhkina I.S., Kiseleva Yu.V., Timosheva A.P. etc. DAN. 2012; 447(1): 1-7.
19. Zakharchenko V. N. Kolloidkemi. Lärobok. 2:a uppl. M.: Högre skola; 1989.
20. Vattenkonditioneringsmedel "MICELLATE kalcium och magnesiumkarbonat". TU 5743-001-43646913-2006.
21. N. P. Lipikhin, Disper, kluster och klusterjoner av syre i gasfasen. framsteg inom kemi. 1975; 44(8): 1366-76.
1. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Ny riskfaktor för människors hälsa - brist på elektroner i miljön. Biozash-chita i biobezopasnost". 2012. 4(4): 21-51. (på ryska)
2. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Elektronbrist som en möjlig riskfaktor för hälsan. Gigiena och sanitär. 2013. 6:21-28. (på engelska)
3. Tikhonov V.I., Volkov A.A. Separering av vatten i dess ortho- och para-isomerer. Vetenskap. 2002; 296(28): 2363.
4. Volkov A.A., Tikhonov V.I., Makurenkov A.M. et al. Sorptionsexperiment med vattenspinnisomerer i glycerol. Phys. vågfenomen. 2007; 15(2): 106-10.
5. Pershin S.M. Sammanfall av rotationsenergi för H2O orto-para-molekyler och translationsenergi nära specifika temperaturer i vatten och is. Phys. vågfenomen. 2008. 16(1): 15-25.
6. Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Strukturerat vatten: icke-linjära effekter M.: Izd-vo. LKI; 2008. (på ryska)
7. Baturov L.N., Govor I.N., Obukhov A.S., Plotnichenko V.G., Dianov E.M. et al. Detektion i vatten av icke-jämviktsfasövergångar. Pis "ma v ZhETF. 2011; 93(2): 92-4. (på ryska)
8. Buntkowsky G., Limbach H.-H., Walaszek B., Adamczyk A., Xu Y., Breitzke H. et al. Mekanism för Ortho/Para-H2O-omvandling i is. Z Phys. Chem. 2008; 222:1049.
9. Xavier Michout Anne-Marie Vasserot, Luce Abouaf-Marguin. Temperatur- och tidseffekter på rovibrationsstrukturen av grunderna för H2O fångad i solid argon: hindrad rotation och RTC-satellit. vibr. Spectros. 2004; 34:83-93.
10. Chapovsky P.L., Hermans L.J. Nuclea spin conversion in polymolecules atomic. Annu. Varv. Phys. Chem. 1999; 50:315.
11. Cosleou J., Herlemont F., Khelkhal M. et al. Kärnspinnomvandling i CH3F inducerad av ett alternerande elektriskt fält. Eur. Phys. J. 2000; D10:939-104.
12. Moro R., Bulthuis J., Heinrich J., Kresin V. V. Elektrostatisk avböjning av vattenmolekylen: En fundamental asymmetrisk rotor. Phys. Varv. A. 2007; 75:013415.
13. Slitter R., Gish M., Vilesov A. Snabb kärnspinnomvandling i vattenkluster och isar: en matrisisoleringsstudie. J Phys. Chem. A. 2011; 115:9682-8.
14. Linesh K.B., Frenken J.W.M. Experimentella bevis för isbildning vid rumstemperatur. Appl. Phys. Lett. 2008; 101:036101.
15. Teixeira J., Bellissent-Funel M.C., Chen S.H., Dorner B. Observation av nya skottvåglängds kollektiva excitationer i tungt vatten av koherent oelastisk neutron. Phys. Varv. Lett. 1985; 54:2681.
16. Rakhmanin Yu.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Bedömning av kvaliteten på dricksvatten är strukturellt energiprestanda. Gigiena i sanitariia. 2012; 4:87-90. (på engelska)
17. Zatsepina O.V., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Jon - radikala former av syre - huvudindikatorn för elektronen - donatorförmåga hos vatten. Gigiena och sanitär. 2013; 2:91-7.
18. Ryzhkina I.S., Kiseleva V., Timosheva A.P. et al. DAN. 2012; 447(1): 1-7. (på engelska)
19. Zakharchenko V.N. Kolloidal kemi. lärobok. 2:a uppl., Rev. och lägg till. Moskva: Vysshaya shkola; 1989. (på ryska)
20. Normaliserare av vatten "MITSELLAT kalciumkarbonat och magpesium". TU 5743-001-43646913-2006. (på engelska)
21. Lipikhin N.P. Dimerer, kluster och klusterjoner i gasfasen. Uspekhi khimii. 1975; 44(8): 637-42.
22. Tikhonov V.I., Volkov A.A. Separering av vatten till dess orto- och paraisomerer. Vetenskap. 2002; 296:2363.
23. Long C.A., Ewing G.E. Det infraröda spektrumet av syredimmrar i bundet tillstånd. Chem. Phys. Lett. 1971; 9:225.
24. Jeckenby R.E., Robbins E.J., Trevalion P.A. Proc. Roy. soc. 1964; 280A:409-12.
Existensen av orto- och para-väte lärs ut på institutskurser, därför råder det i regel inga tvivel om att det finns två typer av väte bland dem som ibland är oroliga. Vatten är en annan sak. Från tidig barndom måste man höra om levande och döda sorter. Med utbyggnaden av informationstäckningen måste man läsa, höra och se allt – både om laddat vatten och om vilket annat som helst. Men för de flesta människor verkar detta informationstryck snarare i motsatt riktning, och uttalandet om förekomsten av vattenvarianter vill subjektivt på något sätt tillskrivas en delmängd av tv-mirakel.
Icke desto mindre, med tanke på att det finns vätevarianter, är det nödvändigt att känna igen liknande möjligheter för vattenmolekylen. Spinn av två protoner kan vara orienterade i samma riktning, eller så kan de riktas mot varandra. På 1980-talet började FIAN studera vattens kärnspinnisomerer. Det har visats att dessa isomerer kan särskiljas med infraröda och NMR-spektra. Det visade sig också att paramolekyler, som, till skillnad från sina ortoanaloger, inte har vinkelmomentum, adsorberas mycket mer aktivt på vissa typer av ytor. Detta gör det i sin tur möjligt att skapa vattenprover berikade med en eller annan isomer.
Vad som är konstigt: det visade sig att på grund av den mycket svaga interaktionen av kärnspinn med miljön är processerna för ömsesidiga omvandlingar av orto- och paramolekyler extremt långsamma. Tiden för orto-para-omvandling i flytande vatten är ungefär en timme, och i is kan den nå flera månader. Så om den fantastiske Ivan Tsarevich kunde samla orto- och para-vatten i två hinkar, så skulle han på sin Grå Varg definitivt ha lyckats ta dem nästan oförändrat till riket Far Far Away. Men var en så lång tid kommer ifrån är fortfarande inte helt klart, eftersom tiden för proton-protonutbyte mellan molekyler är många storleksordningar kortare.
Men – en saga är en saga, och vetenskapen gör sitt jobb. För att studera något behövs först och främst ett separat studieobjekt.
Ett team av forskare från Israel Institute of Technology (Technion) i Haifa utförde ett experiment för att separera kärnspinnisomererna av vatten. I motsats till tidigare experiment med adsorption använde de idén om det klassiska experimentet genom vilket spinnet en gång upptäcktes - idén om den välkända så kallade. "Stern-Gerlach experiment". Det är sant att det magnetiska momentet för vätekärnor (protoner) är tre storleksordningar svagare än det magnetiska momentet för elektroner, så det var inte fråga om en enkel upprepning av klassikerna. Dessutom krävde själva formuleringen av problemet - för att få en viss mängd av den separerade isomeren - en annan konfiguration av experimentet.
Precis som klassikerna tidigare applicerade forskare från Israel ett gradientmagnetfält, men gjorde detta fält cylindriskt symmetriskt, med en liten gradient i mitten och en stor vid kanterna. Ett sådant fält verkade på partiklar med ett magnetiskt moment som en lins och var tvungen att samla molekyler med ett visst magnetiskt moment i ett "fokus".
Det är sant att ytterligare en svårighet måste övervinnas - molekylerna passerade den magnetiska linsen för snabbt och avböjdes därför svagt av fältet. Detta problem löstes genom att blanda vattenmolekyler med kryptonatomer i en stråle. Krypton är en tung gas, och som ett resultat av kollisioner med dess molekyler tappade vattenmolekyler hastighet.
Som ett resultat, i "fokus" för den gradientmagnetiska linjen, cirka en och en halv meter från den, samlades faktiskt molekyler av nästan samma sort. Strålen innehöll 97 % av orto-isomeren av vatten och endast 3 % av molekylerna i para-tillståndet.
Författarna påpekar att en uppenbar effektiv tillämpning av ortovatten bör vara dess användning i NMR-experiment. För att observera NMR är det nödvändigt att skapa en preferensorientering av kärnspinn, vilket vanligtvis kräver användning av starka magnetfält och låga temperaturer. Genom att använda en metod som ligger nära den som beskrivs i artikeln är det möjligt att få spinnberikade preparat, vilket gör det möjligt att använda välutvecklade metoder för NMR-studier där det tidigare inte var tillgängligt.
M. Kompan
1. A.A. Volkov et al., Infrared Physics 25 , 369 (1985).
2. V.I.Tikhonov, A.A.Volkov, Vetenskap 296 , 2363 (2002).
3. T. Kravchuk et al., Science 331 , 319 (2011).
För nio år sedan meddelade forskare från Ryssland att de hade lyckats separera vatten i två spin-isomerer, men då mottogs deras budskap tvetydigt av forskarvärlden.
Nu säger israeliska kemister att de har lyckats separera spin-isomererna av vatten med en annan teknik, och det förväntas att resultaten av studien kan vara användbara för att öka känsligheten för NMR-metoden.
Vattenmolekyler existerar i form av två spin-isomerer - "orto-vatten", där kärnsnurrarna av väteatomer är parallella, och "para-vatten", där kärnspinnerna av väteatomer är antiparallella. Vissa särskilt fina egenskaper hos isomererna skiljer sig åt, men även denna lilla skillnad i vissa fall kan vara mycket betydande. Till exempel, inom astrofysik, används förhållandet mellan orto- och para-isomerer av vatten för att bestämma temperaturen i det interstellära rymden, även om de data som erhålls på detta sätt inte är lätta att tolka, till stor del eftersom forskare ännu inte har kunnat studera de individuella egenskaperna för var och en av isomererna separat.
Flödet av vattenmolekyler passerar genom det magnetiska systemet. En av rotationsprojektionerna av orto-vattnet fokuseras av magnetfältet, och den andra är utspridda i rymden.
År 2002 uppgav Vladimir (Vladimir Tikhonov) och Alexander Volkov (Alexander Volkov) att de kunde erhålla vattendroppar berikade med antingen orto- eller para-spin-isomeren under 25 minuter, baserat på skillnaden i vattenadsorptionshastigheten isomerer på ytan. Dessa experiment var dock svåra att reproducera och ett antal kemister, såsom Hans-Heinrich Limbach från Free University of Berlin, konstaterade att en droppe bestående av en enda isomer borde vara instabil och tenderar att återgå till spin-isotopblandningstillståndet ...
Gil Alexandrovich från det tekniska institutet i Haifa bekräftade resultaten av Tikhonovs och Volkovs experiment, dock med ett annat tillvägagångssätt för att separera vattenisomerer, baserat på avböjning av vattenmolekyler av ett magnetfält. Den separationsmetod som forskarna föreslagit är baserad på det berömda Stern-Gerlach-experimentet. Separationen av vattenisomerer utfördes på följande sätt: en stråle av vattenmolekyler i gasfasen leddes genom en magnet med sex poler, magnetfältet ändrar vattenmolekylernas bana beroende på deras spinnprojektion.
Alexandrovich, liksom forskarna i hans grupp, tror att vatten anrikat i en av spin-isomererna (eller representerat av endast en av isomererna) kan vara ett användbart lösningsmedel för NMR-experiment, vars användning kan öka signalupplösningen med 100 000 gånger.
Limbach, som var skeptisk till Tikhonovs och Volkovs experiment, är säker på att Alexandrovichs grupp lyckades få system berikade med ortovatten. Han konstaterar dock att en sådan separation är värdelös för att lösa praktiska problem - som ett resultat av kondensationen av orto-väteånga på ytan och bildandet av en droppe i det kondenserade systemet kommer snabb spinnisomerisering att inträffa, därför är möjligheten att använda orto- eller para-isomerer av vatten och NMR som deklarerats av Aleksandrovich tål ingen kritik.
