Устройство для приготовления серебряной воды

September 3, 2011 by admin Комментировать »

В результате многочисленных исследований было доказано, что в природных водах полезные элементы находятся в очень незначительных количествах, но, несмотря на это, они имеют большое значение в жизни растений, животных и человека. К числу таких элементов относятся марганец, цинк, серебро, кобальт, молибден и др.

Большое биологическое и физиологическое влияние на живые организмы оказывают микроколичества серебра. Многие вредные микробы быстро гибнут под действием самых ничтожных доз серебра. Общеизвестны высокие дезинфицирующие и стерилизирующие свойства серебряных растворов, получаемых электролитическим методом, что особенно важно для обеззараживания питьевой воды.

Исследования подтверждают приведенные выше факты и позволяют сделать вывод о том, что именно ионы металлов и ионогенные соединения (вещества, способные в воде распадаться на ионы) вызывают гибель микроорганизмов. Во всех случаях бактерицидного эффекта степень активности серебра тем большая, чем выше концентрация ионов в растворе. Что касается влияния ионного серебра непосредственно на бактерии, то по данному вопросу нет единого мнения. Известно, что бактерии, протоплазма которых имеет отрицательный электрический заряд, притягивают к себе положительно заряженные ионы серебра вследствие взаимодействия электростатических сил. При соприкосновении ионов серебра с бактериями последние в результате физиологического воздействия на них ионов серебра гибнут, причем серебро играет роль катализатора. Ионы большинства металлов действуют не непосредственно, а являются главным образом передатчиками кислорода; само окисление заключается как в непосредственном присоединении кислорода, так и в дегидрировании соединений плазмы. Установлено, что малые дозы серебра связывают только те ферменты, которые имеют особые группы. При связывании их серебром ферментные системы нарушаются и бактерии гибнут.

Существует много способов приготовления серебряной воды, и одним из наиболее эффективных методов, не имеющих существенных недостатков, является электролитический метод, который получил в последнее время широкое применение. Серебряная вода, изготовленная электролитическим методом, используется для дезинфекции питьевых и минеральных вод, консервирования некоторых продуктов питания, ряда фармацевтических препаратов и для лечебных целей.

Для приготовления серебряной воды электролитическим методом применяются электроды из технически чистого серебра с пробой не менее 99,999%. Образование электродных пар из такого серебра способствует переходу активного металла в раствор в виде ионов. При этом оксидированные металлы (покрытые пленкой, состоящей из окиси или перекиси того же металла) обладают большей активностью, чем неоксидированные. Посторонние вещества в воде отрицательно влияют в том случае, если они связывают ионы серебра в мало- диссоциированные или труднорастворимые, выпадающие в осадок, соединения.

Наиболее эффективные параметры устройств для получения серебряной воды следующие: расстояние между серебряными электродами должно быть установлено в пределах от 5 до 15 мм, плотность тока должна находиться в пределах от 0,15 до 5 мА/см , напряжение на электродах — от 3 до 12 В, должна происходить периодическая смена полярности электродов, примерно через каждые 5 мин, и слабое перемешивание воды вокруг электродов. В качестве электродов рекомендуется применять серебряные пластины толщиной до 5 мм и размерами не менее 20X20 мм. Согласно физическому закону Фарадея, 1 АХч растворяет 4,023 г серебра.

На рис. 4.19 приведена практическая принципиальная электрическая схема установки для получения серебряной воды в домашних условиях небольшими объемами. Полученная на этой установке электролитическим методом серебряная вода прибавляется к жидким пищевым продуктам (к раствору крахмала, киселю, молоку, фруктовым сокам, в супы), увеличивая срок их сохранности без окисления до нескольких суток. Раствор ионов серебра, вводимый в питьевую воду на садово-огородных участках, обеспечивает ее стерильность на протяжении многих дней.

Изготавливая серебряную воду электролитическим методом, необходимо учитывать, что растворение металла должно происходить при напряжении тока ниже потенциала разложения воды. При растворении металла при напряжении ниже 1,6 В метод обогащения воды называется электрокатадиновым. Характер процесса при электролитическом растворении серебра зависит как от состава примесей воды, так и от условий электролиза. Различные взвеси и растворенные в воде соли влияют на протекание процесса в той мере, в какой они образуют на поверхности серебра плотные пленки, делающие серебряные электроды малорастворимыми, или же изменяют электрохимические реакции на электродах. Наличие в воде хлоридов приводит к образованию на серебряном аноде пленки хлорида серебра, затрудняющей растворение металла и, следовательно, понижающей выход серебра по току.

Прибор серебрения воды включает в свой состав входное устройство с индикатором и сетевым трансформатором питания 77, выпрямительное устройство, БП, измерительное устройство с изменением полярности, ионатор АВ1.

Подключается устройство к сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц с помощью электрического соединителя XI типа «вилка». Включение и выключение электропитания осуществляется с помощью

Рис. 4.19. Схема устройства для получения серебряной воды в домашних условиях.

переключателя S1. Плавкий предохранитель F1 защищает элементы входных цепей от коротких замыканий и от перегрузок, которые могут возникнуть по различным причинам, в том числе и из-за ошибок при сборке и монтаже. Сразу же после включения устройства в электросеть загорается неоновая лампочка Я/, сигнализирующая о его готовности к эксплуатации и о том, что напряжение подано на первичную обмотку трансформатора.

Сетевой понижающий трансформатор питания 77 унифицированной конструкции изготавливается на броневом магнитопроводе типа ШЛМ, первичные обмотки которого рассчитаны на подключение к сети напряжением 110, 127, 220, 237 В. В номинальном режйме нагрузки на вторичных обмотках трансформатора действуют переменные напряжения: на выводах 7 и 8 — напряжение 6,3 В, на выводах 9и 10(11) — 5В(6,3В), на выводах 12и 13(14) — 5 В(6,3 В). Сетевой трансформатор обеспечивает получение на выходе заданного выпрямленного напряжения постоянного тока, полную гальваническую развязку вторичных цепей устройства и ионатора от высокого напряжения первичной цепи переменного тока и дополнительную электробезопасность при эксплуатации устройства. Сетевой трансформатор может быть изготовлен с двумя обмотками. Первичная обмотка, рассчитанная на напряжение 220 В, должна содержать 3200 витков провода марки ПЭВ-1 диаметром 0,21 мм. Вторичная обмотка — 220 витков провода марки ПЭВ-1 диаметром 0,64 мм. В качестве магнитопровода можно использовать пластины из электротехнической стали типоразмера Ш16X25 или УШ20Х25.

Выпрямительное устройство собрано на четырех выпрямительных диодах по однофазной двухполупериодной мостовой схеме Греца и оксидном конденсаторе С/, выполняющем роль сглаживающего фильтра. Выпрямитель характеризуется высоким уровнем пульсаций, хорошим использованием габаритной мощности трансформатора и пониженным обратным напряжением на комплекте диодов, включенных в мост. На выходе выпрямителя действует постоянное напряжение до 15 В, которое подается на электромеханическую систему защиты, предотвращающую повреждение устройства при коротких замыканиях в нагрузке.

Выпрямленное напряжение стабилизируется параметрическим стабилизатором, собранным на транзисторе VT2 и стабилитроне VD5. Резистор R6 включен параллельно нагрузке и поддерживает нормальный режим работы регулирующего транзистора стабилизатора при отключенной нагрузке.

Система защиты устройства выполнена на двух электромагнитных реле К1 и К2, резисторах R2—R4 и транзисторе VTI. Система защиты работает следующим образом. При коротком замыкании или перегрузке падение напряжения на резисторе R2 резко возрастает и через него начинает протекать ток, превышающий заданное значение срабатывания системы защиты. Как только ток превысит 120 мА (или другое заданное значение), откроется транзистор VT1 и сработает реле /С2, которое замкнет свои контакты К2Л. Напряжение с выпрямителя поступит на обмотку реле /С/, резистор R4 и лампу накаливания Н2. После срабатывания реле К1 его контакты KL1 разомкнутся и нагрузка обесточится. При настройке устройства защиты необходимо обеспечить условие, при котором суммарный ток, протекающий через резистор R4, сигнальную лампочку Н2, стабилитрон VD5, транзистор VT2 и резистор /?5, при отсутствии нагрузки должен несколько превышать ток срабатывания защиты. Это условие необходимо выполнить для того, чтобы при коротком замыкании электродов контакты реле не входили в режим работы, при котором не будет происходить периодическое замыкание и размыкание контактов.

При изготовлении устройства серебрения воды использованы следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы VT1 типа КТ342А, VT2 — П214В; стабилитрон VD5 типа Д814В; выпрямительные диоды VDI—VD4 типа Д237А; конденсатор С/ типа K50-6-16B-500 мкФ; резисторы R1 типа МЛТ- 2-200 кОм, R2 — самодельный проволочный 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; ИП РЛ/типа М4200, ИП PV1 типа М2001; плавкий предохранитель F1 типа ПМ-1-1 А с держателем предохранителя; электромагнитные реле К1 типа РЭС-10 (паспорт РС4.529.031-23), К2 — РЭС-10 (паспорт РС4.529.031-20); индикаторные лампы HI типа TH-0,2; Н2 — МН-6,ЗВ- 0,22; электрические соединители XI типа «вилка», Х2 и ХЗтипа КМЗ-1 приборные; переключатели S1 типа П1Т-1-1,, S2 — П2Т-1-1.

При регулировке устройства некоторые комплектующие ЭРЭ можно заменить на аналогичные, не ухудшающие основные электрические параметры и эксплуатационные характеристики. Резисторы типа МЛТ можно заменить на резисторы типов ВС, МТ, ОМЛТ, С1-4, УЛИ; конденсатор типа К50-6 — на К50-3, К50-12, К50-16; транзистор типа КТ342А — на КТ342Б, КТ342Г, КТ315Г, КТ315В; транзистор типа П214В — на П215, П217, П214Б; стабилитрон типа Д814В — на Д808, Д809, Д810; диоды типа Д237А — на Д105А, КД205Д, КД202А, КД202Д, Д226. Налаживание БП сводится к установке тока, равного 20 мА, через стабилитрон методом подбора сопротивления резистора /?5, тока срабатывания системы защиты — подбором сопротивления резистора R2, установления размера между пластинами, плотности тока и напряжения на электродах.

При практическом производстве серебряной воды на садово-огородных участках, где в воде содержится значительное количество солей, реагирующих с ионами серебра, образуя нерастворимые соединения, необходимо учитывать, что в природных водах особенно распространены хлориды и сульфаты. При электролитическом процессе, проводимом в присутствии большого количества хлоридов, положительную роль также играет образование коллоидных соединений серебра и гипохлорита наряду с ионами серебра. Хлопья и муть различного происхождения в природных водах уменьшают эффективность обеззараживания ее серебром, поскольку последнее задерживается на поверхности частиц мути.

На садово-огородных участках большинства районов страны в питьевой воде содержатся значительные количества сульфатов, которые мешают электролитическому растворению серебра из-за выделения на аноде кислорода. В обычных питьевых водах, в которых содержание хлоридов составляет 10—30 мг/л, а сульфатов не превышает 25—50 мг/л, выход по току сохраняется до 90%. Аналогично хлоридам влияют карбонаты, сульфиды и фосфаты.

При применении серебряной воды в практических целях необходимо прежде всего опытным путем или с помощью специалистов установить потребную для данного случая дозу серебра. Некоторые ориентировочные сведения о концентрациях серебра, применяемых на практике, приведены в табл. 4.11. Пользуясь этими данными, определенным образом регулируют работу устройства для серебрения воды.         /

Дозировка переводимых в раствор количеств серебра рассчитывается по закону Фарадея на основании показаний миллиамперметра, с внесением поправок на выход серебра в зависимости от солевого состава раствора и условий электролиза. Контроль за содержанием серебра в воде производится аналитическим путем по методу отбора и анализа проб при обеззараживании питьевых вод. Необходимость периодического контроля действительного

Таблица 4.11. Концентрация серебра, необходимая для обработки продуктов

Продукты, обрабатываемые серебряной водой

Концентрация серебра в растворе, мг/л

Время обработки, мин

Цель обработки

Питьевая во

0,05

-0,2

30-

120

Консервирова

да водопровод

 

 

1

 

ние и дезинфек

ная

 

 

 

 

ция

Питьевая во

0,1-

-0,2

60-

120

То же

да из колодцев

 

 

 

 

 

Минеральные

0,2-

-0,5

45-

-90

— « —

и целебные во

 

 

 

 

 

ды

 

 

 

 

 

Вода из сква

0,1-

-0,3

30-

-45

— « —

жин на садово-

 

 

 

 

 

огородных уча

 

 

 

 

 

стках

 

 

 

 

 

Вода в плава

0,02

-0,2

60—

120

Дезинфекция

тельных бассей

 

 

 

 

 

нах

 

 

 

 

 

Питьевая ле

5-

-20

60—

120

Лечебное

чебная вода и

 

 

 

 

средство по ука

лечебные рас

 

 

 

 

занию врача

творы

 

 

 

 

 

Виноградные

7-

-10

10-

-30

Стерилиза

и фруктовые со

 

 

 

 

ция и консерви

ки

 

 

 

 

рование

Вода для хо

2-

-4

10-

-20

Дезинфекция

зяйственных

 

 

 

 

 

нужд

 

 

 

 

 

Молоко

1,5-

-5,5

15-

-30

Пастеризация и предохранение от скисания

Масло и жи

1 –

-10

10-

-20

Дезинфекция

ры

 

 

 

 

и предохранение от порчи

Свежие фрук

2,5

—7

5—

15

Дезинфекция

ты и овощи

 

 

 

 

и обеззараживание

(фактического) содержания серебра в воде обусловлена изменением физико-химических показателей воды в процессе аребрения и изменением выхода серебра по току во времени. В.табл. 4.12—4.14 приведены сведения о пересчете силы тока, снимаемого с показаний стрелочного миллиамперметра РА1 и измеряемого в мА или А, в ко-

Таблица 4.12. Соотношения показаний миллиамперметра и количества серебра, растворенного в воде, в устройстве малой производительности

Сила

Выход серебра по току, %

тока, мА

80

85

90

95

 

мг/мин

мг/ч

мг/мин

мг/ч

мг/мин

мг/ч

мг/мин

мг/ч

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

личество серебра в мг, переходящего в раствор при электролизе для электронных устройств малой, средней и большой производительности.

Несколько слов о серебрении деталей. Домашние мастера знают, что наилучшая пайка деталей и проводников осуществляется, когда они покрыты тонким слоем серебра. Чаще всего применяется или электрохимическое, или химическое покрытие. Рассматриваемым способом можно наносить слой серебра на выводы различных ЭРЭ, про-

Таблица 4.13. Соотношения показаний миллиамперметра и количества серебра, растворенного в воде, в устройстве средней производительности

Сила тока, мА

Количество серебра, перешедшего в раствор

Сила тока, мА

Количество серебра, перешедшего в раствор

Сила тока, мА

Количество серебра, перешедшего в раствор

мг/мин

мг/ч

мг/мин

мг/ч

мг/мин

мг/ч

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 печатных плат, обмоточные провода для высокочастотных катушек индуктивности и связи, детали, изготавливаемые из меди и ее сплавов. В основе метода лежит процесс восстановления серебра на покрываемой поверхности из раствора соли. Для приготовления раствора необходимо иметь три стеклянных сосуда и проточную воду. В первый сосуд наливают концентрированную серную кислоту плотностью 1,84 г/см3. Второй используется для промывки деталей проточной водой. Третий сосуд заполняют раствором, состоящим из нитрата серебра (10 г), глюкозы (5 г) и аммиака водного 25- процентного (20 мл). Нитрат серебра растворяют в 250 мл дистиллированной воды и затем вливают водный аммиак. После того как образовавшийся в первый момент коричневый осадок оксида серебра полностью растворился, в сосуд добавляют, перемешивая раствор, глюкозу, раство-

Таблица 4.14. Соотношения показаний миллиамперметра и количества серебра, растворенного в воде, в устройстве большой производительности

Сила тока, А

Количество серебра, перешедшего в раствор

Сила тока, А

Количество серебра, перешедшего в раствор

Сила тока, А

Количество серебра, перешедшего в раствор

 

г/мин

г/ч

 

г/мин

г/ч

 

г/мин

г/ч

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 отдельной посуде в 200 мл дистиллированной воды. Температура воды и растворов должна быть в пределах от 18 до 22 °С.

Перед серебрением все детали, в том числе и провода, должны быть очищены от окислов и грязи механическим способом и обезжирены в моющем средстве. Детали, имеющие окисные пленки, должны быть обязательно декапированы.

Серебрение деталей химическим методом производится их погружением в раствор с серебром на какое-то время, определяемое визуально по полученному покрытию. Если покрытие детали имеет черный смывающийся налет, то это значит, что деталь либо не декапирована, либо плохо промыта после декапирования, либо в растворе мало аммиака. Если покрытие получается с синеватым оттенком ^местами серебро отслаивается при трении, то в растворе мало аммиака. Снежно-белый, матовый и неравномерный цвет, а также отслаивание покрытия и образование трещин в месте крутого перегиба свидетельствуют о том, что в растворе много аммиака и в него необходимо ввести несколько капель крепкой азотной кислоты. Такая же картина получается при передержке деталей в ванне. Если деталь плохо очищена или длительное время находится в окислительной среде, на поверхности ее вновь образуется оксидная пленка, что опять даст неудовлетворительный результат при серебрении. Необходимо отметить, что серная кислота из первого сосуда используется для декапирования поверхности деталей, подлежащих серебрению.

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

1 комментарий

  1. Геннадий says:

    Если оба электрода из серебра, то зачем городить выпрямитель да еще и стабилизатор? Процесс получения серебряной воды лучше идет на переменном токе…

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты