В результаті численних досліджень було доведено, що в природних водах корисні елементи знаходяться в дуже незначних кількостях, але, незважаючи на це, вони мають велике значення в житті рослин, тварин і людини. До числа таких елементів відносяться марганець, цинк, срібло, кобальт, молібден і ін

Велике біологічне і фізіологічне вплив на живі організми роблять мікрокількості срібла. Багато шкідливі мікроби швидко гинуть під дією самих незначних доз срібла. Загальновідомі високі дезінфікуючі і стерілізірующіе властивості срібних розчинів, одержуваних електролітичним методом, що особливо важливо для знезараження питної води.

Дослідження підтверджують наведені вище факти і дозволяють зробити висновок про те, що саме іони металів і йоногенних з'єднання (речовини, здатні у воді розпадатися на іони) викликають загибель мікроорганізмів. У всіх випадках бактерицидного ефекту ступінь активності срібла тим більша, чим вище концентрація іонів в розчині. Що стосується впливу іонного срібла безпосередньо на бактерії, то з цього питання немає єдиної думки. Відомо, що бактерії, протоплазма яких має негативний електричний заряд, притягують до себе позитивно заряджені іони срібла внаслідок взаємодії електростатичних сил. При зіткненні іонів срібла з бактеріями останні в результаті фізіологічного впливу на них іонів срібла гинуть, причому срібло грає роль каталізатора. Іони більшості металів діють не безпосередньо, а є головним чином передавачами кисню; саме окислення полягає в безпосередньому приєднання кисню, так і в дегідруванні сполук плазми. Встановлено, що малі дози срібла пов'язують тільки ті ферменти, які мають особливі групи. При зв'язуванні їх сріблом ферментні системи порушуються і бактерії гинуть.

Існує багато способів приготування срібної води, і одним з найбільш ефективних методів, що не мають істотних недоліків, є електролітичний метод, який отримав останнім часом широке застосування. Срібна вода, виготовлена ​​електролітичним методом, використовується для дезінфекції питних і мінеральних вод, консервування деяких продуктів харчування, ряду фармацевтичних препаратів і для лікувальних цілей.

Для приготування срібної води електролітичним методом застосовуються електроди з технічно чистого срібла з пробою не менше 99,999%. Освіта електродних пар з такого срібла сприяє переходу активного металу в розчин у вигляді іонів. При цьому оксидовані метали (покриті плівкою, що складається з окису або перекису того ж металу) мають більшу активність, ніж неоксідірованние. Сторонні речовини у воді негативно впливають в тому випадку, якщо вони зв'язують іони срібла в мало-диссоційовані або важкорозчинні, що випадають в осад, з'єднання.

Найбільш ефективні параметри пристроїв для отримання срібної води наступні: відстань між срібними електродами має бути встановлено в межах від 5 до 15 мм, щільність струму повинна перебувати в межах від 0,15 до 5 мА / см, напруга на електродах – від 3 до 12 В, повинна відбуватися періодична зміна полярності електродів, приблизно через кожні 5 хв, і слабке перемішування води навколо електродів. В якості електродів рекомендується застосовувати срібні пластини товщиною до 5 мм та розмірами не менше 20X20 мм. Згідно фізичному закону Фарадея, 1 АГЧ розчиняє 4,023 г срібла.

На рис. 4.19 наведена практична принципова електрична схема установки для отримання срібної води в домашніх умовах невеликими обсягами. Отримана на цій установці електролітичним методом срібна вода додається до рідких харчових продуктів (до розчину крохмалю, киселю, молоку, фруктових соків, в супи), збільшуючи термін їх збереження без окислення до кількох діб. Розчин іонів срібла, вводиться в питну воду на садово-городніх ділянках, забезпечує її стерильність протягом багатьох днів.

Виготовляючи срібну воду електролітичним методом, необхідно враховувати, що розчинення металу повинно відбуватися при напрузі струму нижче потенціалу розкладання води. При розчиненні металу при напрузі нижче 1,6 В метод збагачення води називається електрокатадіновим. Характер процесу при електролітичному розчиненні срібла залежить як від складу домішок води, так і від умов електролізу. Різні суспензії і розчинені у воді солі впливають на протікання процесу в тій мірі, в якій вони утворюють на поверхні срібла щільні плівки, що роблять срібні електроди малорозчинних, або ж змінюють електрохімічні реакції на електродах. Наявність у воді хлоридів призводить до утворення на срібному аноді плівки хлориду срібла, що утрудняє розчинення металу і, отже, знижує вихід срібла по струму.

Прилад сріблення води включає до свого складу вхідний пристрій з індикатором і мережевим трансформатором живлення 77, випрямний пристрій, БП, вимірювальний пристрій зі зміною полярності, іонатора АВ1.

Підключається пристрій до мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц за допомогою електричного з'єднувача XI типу «вилка». Вмикання і вимикання електроживлення здійснюється за допомогою

Рис. 4.19. Схема пристрою для отримання срібної води в домашніх умовах.

перемикача S1. Плавкий запобіжник F1 захищає елементи вхідних ланцюгів від коротких замикань і від перевантажень, які можуть виникнути з різних причин, в тому числі і через помилки при збірці і монтажі. Відразу ж після включення пристрою в електромережу загоряється неонова лампочка Я /, що сигналізує про його готовність до експлуатації і про те, що напруга подано на первинну обмотку трансформатора.

Мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 Уніфікованого конструкції виготовляється на броньовий магнітопроводі типу ШЛМ, первинні обмотки якого розраховані на підключення до мережі напругою 110, 127, 220, 237 В. У номінальному режйме навантаження на вторинних обмотках трансформатора діють змінні напруги: на висновках 7 і 8– Напруга 6,3 В, на висновках 9і 10 (11) – 5В (6,3 В), на висновках 12і 13(14) – 5 В (6,3 В). Мережевий трансформатор забезпечує отримання на виході заданого випрямленої напруги постійного струму, повну гальванічну розв'язку вторинних ланцюгів пристрою і іонатора від високого напруги первинного кола змінного струму та додаткову електробезпека при експлуатації пристрою. Мережевий трансформатор може бути виготовлений з двома обмотками. Первинна обмотка, розрахована на напругу 220 В, повинна містити 3200 витків проводу марки ПЕВ-1 діаметром 0,21 мм. Вторинна обмотка – 220 витків дроту марки ПЕВ-1 діаметром 0,64 мм. Як магнітопровода можна використовувати пластини з електротехнічної сталі типорозміру Ш16X25 або УШ20Х25.

Випрямний пристрій зібрано на чотирьох випрямних діодах за однофазною двухполуперіодної мостовою схемою Греца і оксидному конденсаторі С /, яке виконує роль фільтра, що згладжує. Випрямляч характеризується високим рівнем пульсацій, хорошим використанням габаритної потужності трансформатора і зниженим зворотною напругою на комплекті діодів, включених до міст. На виході випрямляча діє постійне напругу до 15 В, що подається на електромеханічну систему захисту, що запобігає пошкодження пристрою при коротких замиканнях у навантаженні.

Випрямлена напруга стабілізується параметричним стабілізатором, зібраним на транзисторі VT2 і стабілітрон VD5. Резистор R6 включений паралельно навантаженню і підтримує нормальний режим роботи регулюючого транзистора стабілізатора при відключеній навантаженні.

Система захисту пристрою виконана на двох електромагнітних реле К1 і К2, Резисторах R2—R4 і транзисторі VTI. Система захисту працює наступним чином. При короткому замиканні або перевантаженні падіння напруги на резисторі R2 різко зростає і через нього починає протікати струм, що перевищує задане значення спрацьовування системи захисту. Як тільки струм перевищить 120 мА (або інше задане значення), відкриється транзистор VT1 і спрацює реле / ​​С2, яке замкне свої контакти К2Л. Напруга з випрямляча надійде на обмотку реле / ​​С /, резистор R4 і лампу розжарювання Н2. Після спрацьовування реле К1 його контакти KL1 розімкнуться і навантаження знеструмиться. При налаштуванні пристрої захисту необхідно забезпечити умова, при якому сумарний струм, що протікає через резистор R4, сигнальну лампочку Н2, Стабілітрон VD5, Транзистор VT2 і резистор /? 5, при відсутності навантаження повинен трохи перевищувати струм спрацьовування захисту. Ця умова необхідно виконати для того, щоб при короткому замиканні електродів контакти реле не входили в режим роботи, при якому не буде відбуватися періодичне замикання і розмикання контактів.

При виготовленні пристрої сріблення води використані наступні комплектуючі ЕРЕ: транзистори VT1 типу КТ342А, VT2 – П214В; стабілітрон VD5 типу Д814В; випрямні діоди VDI—VD4 типу Д237А; конденсатор С / типу K50-6-16B-500 мкФ; резистори R1 типу МЛТ-2-200 кОм, R2 – Саморобний дротяний 6,8 Ом, R3 – МЛТ-0, 25 – 3,9 кОм, R4 – МЛ T-0 ,25-1 ЮОм, R5 – МЛТ-1 -220 Ом, R6 – СП5-30-15Вт-2,2 кОм; ІП РЛ / типу М4200, IP PV1 типу М2001; плавкий запобіжник F1 типу ПМ-1-1 А з власником запобіжника; електромагнітні реле К1 типу РЕЗ-10 (паспорт РС4.529.031-23), К2 – РЕЗ-10 (паспорт РС4.529.031-20); індикаторні лампи HI типу TH-0, 2; Н2 – МН-6, ЗВ-0,22; електричні з'єднувачі XI типу «вилка», Х2 і ХЗтіпа КМЗ-1 приладові; перемикачі S1 типу П1Т-1-1,, S2 – П2Т-1-1.

При регулюванні пристрою деякі комплектуючі ЕРЕ можна замінити на аналогічні, не погіршують основні електричні параметри та експлуатаційні характеристики. Резистори типу МЛТ можна замінити на резистори типів ПС, МТ, ОМЛТ, С1-4, Улі; конденсатор типу К50-6 – на К50-3, К50-12, К50-16; транзистор типу КТ342А – на КТ342Б, КТ342Г, КТ315Г, КТ315В; транзистор типу П214В – на П215, П217, П214Б; стабілітрон типу Д814В – на Д808, Д809, Д810; діоди типу Д237А – на Д105А, КД205Д, КД202А, КД202Д, Д226. Налагодження БП зводиться до встановлення струму, рівного 20 мА, через стабілітрон методом підбору опору резистора /? 5, струму спрацьовування системи захисту – підбором опору резистора R2, встановлення розміру між пластинами, щільності струму і напруги на електродах.

При практичному виробництві срібної води на садово-городніх ділянках, де у воді міститься значна кількість солей, які реагують з іонами срібла, утворюючи нерозчинні сполуки, необхідно враховувати, що в природних водах особливо поширені хлориди і сульфати. При електролітичному процесі, проведеному в присутності великої кількості хлоридів, позитивну роль також відіграє освіта колоїдних сполук срібла і гипохлорита поряд з іонами срібла. Пластівці й каламуть різного походження в природних водах зменшують ефективність знезараження її сріблом, оскільки останнє затримується на поверхні частинок муті.

На садово-городніх ділянках більшості районів країни в питній воді містяться значні кількості сульфатів, які заважають електролітичному розчиненню срібла через виділення на аноді кисню. У звичайних питних водах, в яких вміст хлоридів складає 10-30 мг / л, а сульфатів не перевищує 25-50 мг / л, вихід по струму зберігається до 90%. Аналогічно хлоридів впливають карбонати, сульфіди і фосфати.

При застосуванні срібної води в практичних цілях необхідно насамперед дослідним шляхом або за допомогою фахівців встановити потрібну для даного випадку дозу срібла. Деякі орієнтовні відомості про концентраціях срібла, що застосовуються на практиці, наведено в табл. 4.11. Користуючись цими даними, певним чином регулюють роботу пристрою для сріблення води. /

Дозування перекладаються в розчин кількостей срібла розраховується за законом Фарадея на підставі показань міліамперметра, з внесенням поправок на вихід срібла в залежності від сольового складу розчину і умов електролізу. Контроль за вмістом срібла у воді проводиться аналітичним шляхом по методу відбору та аналізу проб при знезараженні питних вод. Необхідність періодичного контролю дійсного

Таблиця 4.11. Концентрація срібла, необхідна для обробки продуктів

Продукти, оброблювані срібною водою

Концентрація срібла в розчині, мг / л

Час обробки, хв

Мета обробки

Питна під

0,05

-0,2

30-

120

Консервірова

да водопровід

 

 

1

 

ня і дезінфек

ная

 

 

 

 

ція

Питна під

0,1-

-0,2

60-

120

Те ж

да з колодязів

 

 

 

 

 

Мінеральні

0,2-

-0,5

45-

-90

— « —

і цілющі під

 

 

 

 

 

ди

 

 

 

 

 

Вода з сква

0,1-

-0,3

30-

-45

— « —

жин на садово-

 

 

 

 

 

городніх навчаючи

 

 

 

 

 

стках

 

 

 

 

 

Вода в плаву

0,02

-0,2

60—

120

Дезінфекція

тільних басейнів

 

 

 

 

 

нах

 

 

 

 

 

Питна ле

5-

-20

60—

120

Лікувальне

чебная вода і

 

 

 

 

засіб по ука

лікувальні рас

 

 

 

 

занію лікаря

розчини

 

 

 

 

 

Виноградні

7-

-10

10-

-30

Стерилізов

і фруктові з

 

 

 

 

ція та консерви

ки

 

 

 

 

вання

Вода для хо

2-

-4

10-

-20

Дезінфекція

зяйственних

 

 

 

 

 

потреб

 

 

 

 

 

Молоко

1,5-

-5,5

15-

-30

Пастеризація і оберігання від скисання

Масло і жи

1 –

-10

10-

-20

Дезінфекція

ри

 

 

 

 

і оберігання від псування

Свіжі фрук

2,5

—7

5—

15

Дезінфекція

ти та овочі

 

 

 

 

і знезараження

(Фактичного) вмісту срібла у воді обумовлена ​​зміною фізико-хімічних показників води у процесі аребренія і зміною виходу срібла по струму в часі. В.табл. 4.12-4.14 наведені відомості про перерахунок сили струму, що знімається з показань стрілочного міліамперметра РА1 і вимірюється в мА або А, в ко-

Таблиця 4.12. Співвідношення показань міліамперметра і кількості срібла, розчиненого у воді, у пристрої малої продуктивності

Сила

Вихід срібла по струму,%

струму, мА

80

85

90

95

 

мг / хв

мг / год

мг / хв

мг / год

мг / хв

мг / год

мг / хв

мг / год

1

0,050

3,36

0,053

3,5

0,056

3,76

0,06

4

2

0,109

6,72

0,115

7,12

0,122

7,52

0,13

8

3

0,168

10,08

0,178

10,68

0,188

11,23

0,20

12

4

0,226

13,44

0,240

14,24

0,253

15,04

0,27

16

5

0,277

16,80

0,293

17,80

0,310

18,80

0,33

20

6

0,336

20,16

0,356

21,36

0,376

22,56

0,40

24

7

0,394

23,52

0,418

24,92

0,441

26,32

0,47

28

8

0,453

26,88

0,480

28,48

0,507

30,08

0,54

32

9

0,504

30,24

0,534

32,04

0,564

33,84

0,60

36

10

0,554

33,60

0,587

35,60

0,620

37,60

0,66

40

11

0,604

36,96

0,640

39,16

0,676

41,36

0,72

44

12

0,663

40,82

0,703

42,72

0,742

45,12

0,79

48

13

0,722

43,68

0,765

46,28

0,808

48,88

0,86

52

14

0,781

47,04

0,827

49,84

0,874

52,04

0,93

56

15

0,840

50,40

0,890

53,40

0,940

56,40

1,00

60

16

0,898

53,70

0,952

56,96

1,000

60,15

1,07

64

17

0,957

57,12

1,010

60,52

1,070

63,92

1,14

68

18

1,010

60,40

1,076

64,08

1,137

67,68

1,21

72

19

1,070

63,84

1,130

67,64

1,200

71,44

1,28

76

20

1,134

67,20

1,200

71,20

1,269

75,20

1,35

80

лічество срібла в мг, що переходить в розчин при електролізі для електронних пристроїв малої, середньої і великої продуктивності.

Кілька слів про сріблення деталей. Домашні майстри знають, що найкраща пайка деталей і провідників здійснюється, коли вони покриті тонким шаром срібла. Найчастіше застосовується або електрохімічне, або хімічна покриття. Аналізованим способом можна наносити шар срібла на висновки різних ЕРЕ, про-

Таблиця 4.13. Співвідношення показань міліамперметра і кількості срібла, розчиненого у воді, у пристрої середньої продуктивності

Сила струму, мА

Кількість срібла, що перейшло у розчин

Сила струму, мА

Кількість срібла, що перейшло у розчин

Сила струму, мА

Кількість срібла, що перейшло у розчин

мг / хв

мг / год

мг / хв

мг / год

мг / хв

мг / год

5

0,3

18

90

5,4

326

175

10,6

633

10

0,6

36

95

5,7

344

180

10,9

652

15

0,9

54

100

6,0

362

185

11,2

670

20

1,2

72

105

6,3

380

190

11,5

687

25

1,5

90

110

6,6

398

195

11,8

706

30

1,8

109

115

6,9

416

200

12,1

724

35

2,1

127

120

7,2

434

205

12,4

742

40

2,4

145

125

7,5

452

210

12,7

760

45

2,7

163

130

7,8

470

215

13,0

778

50

3,0

181

135

8,1

488

220

13,3

796

55

3,3

199

140

8,4

507

225

13,6

815

60

3,6

217

145

8,7

525

230

13,9

833

65

3,9

235

150

9,1

543

235

14,2

851

70

4,2

253

155

9,4

561

240

14,5

869

75

4,5

272

160

9,7

579

245

14,8

887

80

4,8

290

165

10,0

597

250

15,1

905

85

5,1

307

170

10,3

615

водники друкованих плат, обмотувальні дроти для високочастотних котушок індуктивності та зв'язку, деталі, що виготовляються з міді та її сплавів. В основі методу лежить процес відновлення срібла на покривається поверхні з розчину солі. Для приготування розчину необхідно мати три скляних судини і проточну воду. У перший посудину наливають концентровану сірчану кислоту густиною 1,84 г / см3. Другий використовується для промивання деталей проточною водою. Третій посудину заповнюють розчином, що складається з нітрату срібла (10 г), глюкози (5 г) та аміаку водного 25 – процентного (20 мл). Нітрат срібла розчиняють в 250 мл дистильованої води і потім вливають водний аміак. Після того як утворився в перший момент коричневий осад оксиду срібла повністю розчинився, в посудину додають, перемішуючи розчин, глюкозу, розчи-

Таблиця 4.14. Співвідношення показань міліамперметра і кількості срібла, розчиненого у воді, у пристрої великої продуктивності

Сила струму, А

Кількість срібла, що перейшло у розчин

Сила струму, А

Кількість срібла, що перейшло у розчин

Сила струму, А

Кількість срібла, що перейшло у розчин

 

г / хв

г / год

 

г / хв

г / год

 

г / хв

г / год

0,1

0,005

0,33

1,1

0,060

3,68

2,1

0,117

7,00

0,2

0,011

0,67

1,2

0,066

4,00

2,2

0,123

7,33

0,3

0,016

1,00

1,3

0,071

4,34

2,3

0,128

7,67

0,4

0,022

1,34

1,4

0,077

4,67

2,4

0,134

8,00

0,5

0,027

1,67

1,5

0,082

5,00

2,5

0,140

8,34

0,6

0,033

2,00

1,6

0,088

5,34

2,6

0,145

8,67

0,7

0,038

2,33

1,7

0,093

5,67

2,7

0,150

9,00

0,8

0,044

2,67

1,8

0,100

6,00

2,8

0,155

9,34

0,9

0,050

3,00

1,9

0,106

6,35

2,9

0,161

9,67

1,0

0,055

3,35

2,0

0,112

6,70

3,0

0,166

10,0

ренную в окремому посуді в 200 мл дистильованої води. Температура води і розчинів повинна бути в межах від 18 до 22 ° С.

Перед срібленням всі деталі, у тому числі й проведення, повинні бути очищені від оксидів і бруду механічним способом і знежирені в миючому засобі. Деталі, що мають окисні плівки, повинні бути обов'язково декапировать.

Сріблення деталей хімічним методом проводиться їх зануренням в розчин з сріблом на якийсь час, обумовлене візуально за отриманим покриттю. Якщо покриття деталі має чорний змивається наліт, то це означає, що деталь або не декапировать, або погано промита після декапірованія, або в розчині мало аміаку. Якщо покриття виходить з синюватим відтінком ^ місцями срібло відшаровується при терті, то в розчині мало аміаку. Сніжно-білий, матовий і нерівномірний колір, а також відшарування покриття та утворення тріщин в місці крутого перегину свідчать про те, що в розчині багато аміаку і в нього необхідно ввести декілька крапель міцної азотної кислоти. Така ж картина виходить при перетримці деталей в ванні. Якщо деталь погано очищена або тривалий час знаходиться в окислювальному середовищі, на поверхні її знову утворюється оксидна плівка, що знову дасть незадовільний результат при срібленні. Необхідно зазначити, що сірчана кислота з першого судини використовується для декапірованія поверхні деталей, що підлягають сріблення.

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.