ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИЗКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ГАЗОВ В ВОДЕ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИЗКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ГАЗОВ В ВОДЕ

Пентюхин Е.И.1,2, Богатов Н.А.1,2, Савина А.С.1,2, Зоткин А.П.1,2 Халаджан Е.А.2

1 Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия 2Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, Москва, Россия

E-mail: [email protected]

Существуют работы, которые доказывают, что процессы, протекающие в поле инфразвукового виброакустического воздействия, могут приводить к изменению кинетики химических реакций [1]. Из представленных ранее экспериментальных данных следует, что в поле низкочастотных воздействий происходит изменение pH воды [2]. Это объясняется сдвигом карбонатного равновесия воды. В настоящей работе установлено, что эффект изменения pH и, как следствие, концентрация растворенного CO2 зависит от подаваемой в систему частоты и времени воздействия (рис. 1), следовательно можно подобрать такие частоты и время воздействия, которые приведут к достижению определенных значений концентрации углекислого газа.

РН S;6

М s^ s

7,8 7,6 7,4 12 7

О

„ > 1 1 < 1 ; 1 <

• • •

9 •

•

1 ! Г 1_•_1 1_•_i 1 • • • •

> • > Г w

• 10 Гп »15 Гп

• 20 Гп »50 Гц

► Контрольный образец

20

40

60

SO

100

120 140

t. MIIH

Рис. 1. Изменение pH воды при различных частотах

В ходе эксперимента отбирали 50 мл воды в мерный цилиндр, проводили измерение рН. Далее вибропоршень погружали в цилиндр (объем воды, заключенный между нижним краем поршня и дном сосуда составлял 30 мл). С генератора подавался синусоидальный сигнал заданной частоты. В течение часа система подвергалась виброакустическому воздействию, рН измеряли с интервалом в 10 минут. После чего воздействие прекращалось и аналогично изучалась релаксация системы. Во время виброакустического воздействия в образце воды наблюдается появление большого количества пузырьков газа различного размера и их хаотичное движение по всему сосуду. С повышением значения частоты скорость движения пузырьков заметно уменьшается.

С учетом предшествующих работ о насыщении воды углекислым газом в поле низкочастотных воздействий [3], можно сделать вывод о том, что существует возможность управления концентрацией растворенных в жидкости газов с помощью низкочастотного виброакустического воздействия.

Работа выполнена при поддержке гранта Фонда содействия инновациям в рамках соглашения

18449ГУ/2023.

[1] Морозов А.Н., Фадеев Г.Н., Богатов Н.А. и др. Влияние низкочастотных колебаний на процесс восстановления метиленового синего. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 1 (100), с. 141-156.

[2] Пентюхин Е. И., Богатов Н. А. Влияние низкочастотных малоэнергетических воздействий на рН водной реакционной среды // Физическое образование в ВУЗах. 2021. Т. 27, № S4. С. 27-30.

[3] Зоткин А. П., Богатов Н. А. Интенсификация массообменного процесса в системе "газ-жидкость" при помощи инфразвукового воздействия // Физическое образование в ВУЗах. 2021. Т. 27, № S4. С. 51-54.