Способы получения серебряной воды
Способы получения серебряной воды
В настоящее время известно множество способов дозирования серебра в водные растворы с целью их стерилизации. Самым распространенным способом бактерицидной обработки воды и пищевых жидкостей является их прямой контакт с металлическим серебром, например, за счет использования серебряной посуды. Однако, обычно серебряная посуда изготавливается не из чистого серебра, а из сплавов серебра с медью, поэтому при использовании серебряной посуды в пищу наряду с катионами серебра, выходят катионы меди (Си2+) и других примесных металлов.
В обыденной практике для серебрения воды зачастую используют серебряные монеты или ювелирные изделия. Так как серебро в ряду напряжений стоит правее подавляющего большинства металлов, при контакте серебряных сплавов с водными растворами в раствор выходят преимущественно катионы металлических примесей сплава, прежде всего катионы меди (Сu2+). Для стерилизации воды и водных растворов за счет поступления в них катионов серебра с поверхности контактирующего с водной фазой металлического серебра необходимо использовать химически чистый металл, а не его сплавы, например, посеребренную посуду. В этом случае в контакте со стерилизуемым водным раствором находится химически чистое серебро. Однако, любое механическое повреждение тонкого слоя серебра на поверхности посеребренного металла приводит к интенсивной коррозии металла в месте повреждения и, соответственно, к выходу в водную фазу катионов этого металла. При использовании посеребренной посуды повреждение слоя серебра вполне возможно, так как серебро является достаточно мягким металлом.
Известен способ дозирования серебра в водные растворы за счет контакта металлического серебра с водными растворами путем их фильтрации через специальный фильтрующий материал, например, посеребренный кварцевый песок. В этом случае механическое повреждение слоя серебра на кристаллах SiO2 не приводит к выходу в раствор посторонних катионов.
Как было указано выше, первые попытки практически использовать бактерицидный эффект серебра относятся к 1907 г., когда Г.И. Сериков поставил свои опыты по обеззараживанию воды путем погружения в нее пластинок из металлического серебра.
В 1928 г. немецкий исследователь Краузе, а затем российские ученые С.В. Моисеев, В.А. Углов, и В.А. Лазарев применяли для дезинфекции воды серебро, нанесенное на инертные материалы, с большой удельной поверхностью (бусы, кольца Рашига, угольный порошок, речной песок, марля, вата и пр.). Увеличение поверхности контактирующего с водой металла ускоряло его перехода в раствор.
Существенным недостатком такого метода является не только высокая длительность процесса обогащения воды серебром, но и невозможность управления этим процессом. Скорость выхода ионов серебра в водную фазу зависит от множества факторов (состояния его поверхности, солевого состава и органических примесей природной воды и т.д.). При получении серебряной воды таким методом не удается дозировать серебро и осуществлять контроль над процессом.
Метод контактного серебрения воды теперь применяется только при обеззараживании регенерированной воды путем пропускания ее через угли и иониты, обработанные AgNO3. Опыты показали, что посеребренные сорбенты (ионообменные смолы и активированные угли различных марок) могут быть использованы как для очистки воды от неорганических и органических примесей, так и для ее обеззараживания.
Другим способом обработки воды серебром является прибавление к ней готовых серебряных препаратов (раствора нитрата серебра, аммиачного раствора «серебра-аммаргена», таблеток олигодина и др.).
П.Е. Ермолаев, исследовав «аммарген» на большом клиническом материале, показал, что серебро (особенно в присутствии аммиака) гораздо активнее и его бактерицидная сила больше, чем у растворов азотнокислого серебра той же концентрации. По данным Александрова, добавление аммиака усиливает бактерицидное действие и хлорида серебра.
В период Великой Отечественной войны немцы выпускали серебряный препарат в гранулированном виде (под названием «олигодиновое серебро»). При использовании такого препарата обеспечивалась дозировка серебра в любом количестве, но сам препарат оказался нестойким (при длительном хранении препарат разлагался).
Наиболее эффективным методом приготовления серебряной воды является электролитический метод (обогащение воды серебром при помощи электролиза), широко применяющийся в последнее время. Серебряная вода, изготовленная электролитическим методом, используется для дезинфекции питьевых и минеральных вод, консервирования продуктов питания, ряда фармацевтических препаратов и в лечебных целях.
Электролитические генераторы ионов серебра работают с 1940 г на иранском водопроводе, а с 1949 г. — на водопроводах Германии. За истекшее время никакого вредного влияния серебра на здоровье потребителей замечено не было.
При электролитическом растворении серебра характер процесса зависит как от состава примесей воды, так и от условий электролиза. Взвеси и растворенные в воде соли отрицательно влияют на протекающие при электролизе процессы — они образуют на поверхности серебра плотные пленки, делающие электроды малорастворимыми, или даже изменяют электрохимические реакции на электродах.
Наличие в воде хлоридов приводит к образованию на серебряном аноде пленки хлорида серебра, затрудняющей растворение металла и, следовательно, понижающий выход серебра по току. Аналогично хлоридам влияют карбонаты, сульфиды и фосфаты.
В обычной питьевой воде содержание хлоридов составляет 10-30 мг/л, а сульфатов 25-50 мг/л. При анодном растворении серебра в такой воде его выход по току составляет около 90 %. Выход серебра по току в значительной мере зависит от режима электролитического растворения. С повышением плотности тока выход серебра падает, поскольку при этом ускоряются побочные процессы на электродах. По этой же причине на растворение серебра отрицательно влияет и энергичное перемешивание. При периодическом изменении направления тока (смене полярности электродов) удается уменьшить плотность пленок на электродах, что положительно сказывается на выходе серебра по току. На величину выхода по току оказывают влияние также расстояние между электродами, плотность тока, температура раствора и т.д.
Основным требованием, предъявляемым к электродам, является химическая чистота металла (содержание серебра — не менее 99,99 % вес.). Использование в качестве электродов серебряных сплавов, например, как это предлагает И. Стеблин, — недопустимо. При анодном растворении серебряных сплавов в раствор, в первую очередь, выходят катионы хорошо растворимых в воде примесных металлов, таких как медь, железо, хром и пр. Использование полученной таким образом «серебряной» воды в лечебных целях может привести только к ухудшению здоровья пациента.