Назад

Серебряная вода

В большинстве случаев делают серебряную воду , используя процесс электролиза. Но есть более простой и даже более доступный способ приготовления серебряной воды с использованием растворимого в воде нитрата серебра. Большинство соединений серебра в воде не растворимы, и только нитрат и ацетат серебра в воде растворяются очень хорошо. При использовании готовых растворов с известной концентрацией и сухого нитрата серебра следует помнить, что молекула нитрата серебра тяжелее иона серебра в 170 / 108 = 1.57 раза, где 170 и 108 относительные молекулярные массы молекулы нитрата серебра и иона серебра соответственно. Поэтому если следует приготовить раствор с концентрацией ионов серебра, скажем в 0.1 мг/л, то нитрата серебра в этом случае следует брать 1 * 1.57 = 1,57 мг на каждый литр раствора.  Сначала, используя сухой нитрат серебра, делают его раствор высокой концентрации. Затем используя, например пипетку капают в приготовляемую воду определенное количество капель раствора с высокой концентрацией.

Рассмотрим пример приготовления раствора нитрата серебра с высокой концентрацией (использовать нитрат серебра и его концентрированные растворы надо с осторожностью, так как его попадание на кожу вызывает долго не исчезающие темные пятна, не даром его называют «чертовым камнем», и используют для прижигания бородавок). Пусть одна капля раствора из пипетки, капнутая в 1 литр воды будет содержать 1.57 мг нитрата серебра. Тогда раствор воды с одной каплей из пипетки будет содержать 1 мг ионов серебра, с 2 каплями – 2 мг и т.п. В 1 миллилитре раствора содержится 20 капель, значит 1 мл. раствора высокой концентрации должен содержать 1.57 * 20 = 31.4 мг нитрата серебра. Следовательно для приготовления 100 мл раствора высокой концентрации понадобится 31.4 * 100 = 3140 мг или 3.14 г. нитрата серебра. Такую массу соли отвешивают на лабораторных весах. При отсутствии весов с необходимой точностью показаний заранее известную массу соли растворяют в рассчитанном объеме воды. Так, например, нитрат серебра в магазине химреактивов можно приобрести в фасовке 15 г. Объем воды для приготовления раствора высокой концентрации составит при этом (15 / 3.14)*0.1 = 0.477 л. Ста мл раствора с концентрацией соли 3.14 г/ 100 мл достаточно для приготовления 2000 литров серебряной воды с концентрацией ионов серебра 1 мг/л. Срок хранения раствора высокой концентрации в плотно закрытом сосуде в темном и прохладном месте при условии непопадания в него посторонних примесей практически не ограничен.

Следует помнить, что катионы серебра вступают в химическую реакцию с многими анионами и при этом или выпадает осадок – нерастворимая соль серебра или образуется мутная грубодисперсная система. Поэтому для приготовления раствора высокой концентрации следует использовать только дистиллированную воду, и даже в этом случае раствор может оказаться немного мутный, но это не повлияет на качество приготовляемой из него серебряной воды. Особенно чувствительна серебряная вода к ионам хлора, которых в артезианской и водопроводной воде может содержаться значительное количество. Поэтому для приготовления рабочих растворов серебряной воды следует пользоваться водой из открытых водоемов, питаемых дождевыми стоками или  пользоваться дождевой водой. В химическом ряду напряжений металлов серебро расположено правее таких металлов как железо, алюминий, медь, цинк и др., этот факт означает то, что ионы серебра, находящиеся в растворе, будут вступать в химическое взаимодействие с металлическими предметами. При этом ионы серебра будут восстанавливаться до металлического серебра, а металл, контактирующий с раствором, содержащем ионы серебра, будет окисляться, переходя в раствор в виде ионов. Иными словами, если использовать для приготовления растворов серебряной воды железные, оцинкованные, алюминиевые емкости, то вместо серебряной воды получится соответственно «железная», «алюминиевая» или «цинковая» вода. Поэтому для приготовления и эксплуатации растворов, содержащих серебро, необходимо пользоваться только неметаллическими емкостями. Можно использовать стеклянные емкости, пластиковые или эмалированные без сколов эмали. И еще одно важное обстоятельство. Нельзя нагревать серебряную воду 70⁰ С, т.к. при высокой температуре ионы серебра восстанавливаются, антимикробная способность раствора при этом  понижается.

Суть электролитического метода получения серебряной воды заключается в том, что в воду погружаются два электрода из серебра. К электродам подключается источник питания постоянного тока (переменное напряжение использовать нельзя, так как в этом случае только что окислившиеся атомы серебра при смене полярности снова восстанавливаются). Под действием напряжения атомы серебра из которых состоит электрод, теряют один электрон и переходят в раствор в виде ионов. Согласно закону Фарадея, масса серебра, выделившегося в раствор при силе тока в 1 А, и за время 1 сек. составит  m = (M*I*t)/(F*n) = 108/96500 = 0.00112 г. (здесь m – масса, образовавшегося при электролизе металла (г); М – молярная масса атома металла, равная для серебра 108 г/моль; I – сила тока (А); t – время (сек); F – константа, равная 96500 Кл/моль; n – количество электронов, отдаваемое одним атомом серебра при его окислении, равное 1).  

И так, при силе тока в 1 А за 1 сек в раствор перейдет 1.12 мг серебра. Сила тока в 1 ампер очень большая для электролиза серебра. При большой силе тока в воде появляются молочно – белые или синеватые скопления пузырьков. Для нормального протекания процесса электролиза, требуется сила тока в несколько миллиампер. Так при силе тока в 5 мА, для перехода в раствор 1.12 мг серебра понадобится время 1000/5 = 200 сек. Если и в этом случае при электролизе будут наблюдаться побочные эффекты, например из за малой поверхности серебряных электродов, то силу тока следует еще уменьшить, увеличив соответственно время электролиза.

Исходя из вышесказанного, расчет времени для электролиза при заданной концентрации и при определенном объеме воды можно рассчитать по формуле:

t = (1000/I) * (c/1.12) * (V) * (1 / 60) * (1/0.9)

где t – время электролиза (сек); 1000 – количество миллиампер в 1 ампере; I – сила тока (мА); с – необходимое значение концентрации ионов серебра в растворе (мг/л); 1.12 – масса серебра, выделяемая в раствор за 1 сек при силе тока в 1 ампер (мг); V – объем раствора, подвергаемый электролизу (л); 1/60 – коэффициент для перерасчета времени из секунд в минуты; 0.9 – доля выхода продукта реакции, т.е. выход серебра при электролизе составляет примерно 90 % от теоретически возможного выхода. Чем большую концентрацию ионов серебра в растворе планируется получить, тем меньше будет составлять выход серебра, т.к. образовавшиеся ионы серебра стремятся перейти к противоположному отрицательному электроду, и получив от него электрон восстановится вновь до металлического серебра.

            После упрощения формула приобретает вид:

t = 16.5 * c * V / I

Рассмотрим пример. Пусть требуется приготовить 2 литра серебряной воды с концентрацией ионов серебра 3 мг/л. В процессе электролиза установился (установили) ток в 5 мА. Время электролиза при этом составит:

t = 16.5 * 3 * 2 / 5 = 19.8 минуты, или 20 минут.