Острота проблем со здоровьем несколько снизилась, хоть и крайне незначительно. Пожалуй стоит выпустить несколько статей, на тот момент уже почти доделанных.
За делом шли долгие беседы. Сайрес Смит просвещал своих товарищей в самых разнообразных областях, останавливаясь главным образом на практическом приложении научных знаний.
Жюль Верн. "Таинственный остров".
Автор неоднократно получает известия о том, что в нынешней государственной системе образования возможно получить аттестат, так и не посетив ни одного урока химии. А ведь эта наука дает человеку потрясающее могущество. Поэтому будем действовать сами и получим хоть какое-то представление о теме, одно только название которой звучит страшно и заумно - теория электролитической диссоциации.
Суть дела, однако, не так уж сложна, хотя и звучит просто невероятно. Оказывается, такие соединения, как кислоты, основания и соли, растворяясь в воде, распадаются на свои части. Причем атомы водорода, входящие в кислоты, и атомы металлов, входящие в состав солей, имеют положительный заряд. А кислотные остатки или гидроксил-ионы ОН - отрицательный. В водном растворе все эти атомы и группы атомов вместо своих обычных химических связей образуют слабую связь с молекулами воды.
Именно это и делает возможным процессы электролиза, когда одни части растворенного в воде вещества устремляются к положительному, а другие - к отрицательному электроду по правилу притяжения разноименных электрических зарядов. Какое из веществ в итоге восстановится на том или ином электроде - зависит от их свойств и химической активности. Понятно, что при электролизе обычной поваренной соли жутко активный натрий не сможет восстановиться в своем натуральном металлическом виде. Поэтому вместо него на отрицательном электроде выделится газообразный водород. Вообще запомните такое правило: если в водном растворе неких веществ возможно несколько химических реакций, то скорее всего пойдет та, продукт которой выделяется в виде газа или нерастворимого вещества.
Как же сказывается на электропроводности воды наличие в ней растворенных веществ? Иногда можно встретить утверждения о том, что чистая (дистиллированная) вода является изолятором. Это заявление несколько преувеличено. Даже в чистой воде присутствует некоторое количество свободных ионов водорода Н+ и гидроксила ОН-, так что жидкость все же проводит электрический ток, хотя и в самом деле очень очень слабо.
Понятно, что внесение в воду солей, кислот, щелочей увеличивает количество носителей электрического заряда и резко улучшает электропроводность раствора. Но это нельзя доводить до крайности. Содержащие очень мало воды сильно концентрированные электролиты, наоборот, начинают терять проводимость. И их разбавление до некоторой степени улучшает их электропроводность.
Кстати, подобное явление имеет место в старых аккумуляторах, например, никель-кадмиевых, особенно если они часто подвергались излишнему перезаряду. Прокачиваемый через них избыточный электрический заряд уже не может запасаться в виде химической энергии электродов и расходуется на разложение воды в электролите на водород и кислород. Концентрация электролита, а следовательно и его сопротивление растут, аккумулятор уже не может держать напряжение под нагрузкой. Уплотнения аккумулятора не могут сдержать повысившееся давление газов, что видно по беловатому налету выдавленного через них наружу электролита. Любопытно, что если ввести шприцем в такой напрочь убитый аккумулятор некоторое количество дистиллированной воды, то это часто может его оживить на некоторое время.
Но все-таки со столь концентрированными растворами мы имеем дело нечасто. Лекарства, напитки, водопроводная вода от этого далеки и мы можем с полной уверенностью принять, что для них чем больше концентрация растворенных веществ, тем ниже электрическое сопротивление раствора. И вот эта зависимость позволит нам проверить, действительно ли некий фильтр очищает воду от примесей.
Измерить тестером или мультиметром сопротивление воды между двумя пластинками - дело нехитрое. Но для надежного точного измерения важна геометрическая неизменность всей установки. Подберите небольшой стакан, в котором будете производить измерения, и сделайте из толстой, в 8 - 10 мм толщиной, водостойкой пластмассы (например, оргстекла) держатель для электродов. Размер D должен соответствовать верхней части стакана.
Самый доступный и относительно неактивный металл для электродов - медь. Вряд ли вы найдете достаточно толстые и жесткие пластинки из нее. Поэтому воспользуемся обычным фольгированным стеклотекстолитом из радиомагазина. Лучше взять фольгированный с двух сторон. Покрытый фольгой с одной стороны может слегка изгибаться и коробиться при намокании. Два электрода, повернутые относительно друг друга на 180 градусов монтируются по разные стороны пластинки держателя. Сажайте их не только на винты, но и на клей, чтобы исключить малейшие смещения.
Нижняя часть электродов расширена, а верхняя - узкая, лишь бы только было достаточно для крепления. Метку уровня воды (небольшой надпил ножовкой или надфилем) сделайте на узкой части. Благодаря этому, если вы нальете воду не точно по уровню, площадь погруженных пластин сильно не изменится. От этого уровня до держателя должно быть достаточное расстояние, чтобы вода не прилипла к последнему. Сверху на каждую из пластин припаяйте проволочку, соединяющую фольгу с обеих сторон, чтобы не было проблем из-за то появляющегося, то пропадающего контакта. Проводки к омметру подберите тонкие и гибкие, чтобы ваши манипуляции не наклоняли электроды.
Итак, набирайте порцию водопроводной воды, достаточную, чтобы дважды наполнить стакан. Если вода из крана у вас выходит сильно аэрированная, вся белая от множества мельчайших пузырьков воздуха - дайте ей отстояться. Иначе эти пузырьки, облепив электроды, сильно исказят результаты измерений. Пропустите половину воды через фильтр. После чего измерьте сопротивление сначала исходной водопроводной, а затем фильтрованной воды, наливая ее всякий раз до метки. Конечно, результаты будут несколько нестабильными в самом процессе измерений. Но если фильтр реально поглощает (адсорбирует) растворенные в воде гадости, то повышенное сопротивление фильтрованной воды будет заметно.
Само собой, использованную в опыте воду далее употреблять не стоит. В процессе измерений в нее перейдет некоторое количество ионов меди. А медь - это один из тех, не приносящих в питье пользу здоровью тяжелых металлов, от которых фильтр и должен вас защищать.