Я 1000-receptov.ru

Доп-инфо

Можно ли искусственно создать воду

Почему мы до сих пор не умеем делать воду - и как научиться ее беречь

5 августа 2019

Лето - разве не идеальное время, чтобы бросить побольше льда в лимонад, наполнить бассейн и почаще принимать долгий, освежающий душ? Если коротко - то нет.

На самом деле, когда мы все наслаждаемся прекрасной погодой, легко забыть о важности экономии воды. Но разве не было бы проще, если бы мы могли просто делать воду с нуля? В конце концов, сегодня мы можем изготавливать самые разнообразные вещи - от бриллиантов до бургеров.

Н-2-О нет!

Теоретически, сделать воду должно быть легко. Надо лишь взять два атома водорода и соединить с атомом кислорода - разве это может быть сложно? Оказывается, может - и даже очень.

Просто смешав водород с кислородом, воду вы не получите - для того, чтобы их соединить, нужна энергия. Проблема с добавлением в это уравнение энергии заключается в том, что масштабная химическая реакция легковоспламеняющегося водорода и кислорода (который как раз и поддерживает горение) может привести к довольно большому взрыву. Поэтому опасности в этой затее больше, чем пользы.

"Безглютеновая вода" и другие маркетинговые стратегии
Питьевая вода на планете загрязнена пластиком - обзор СМИ
Руки мыли? Правильно ли мы делаем это

Если мы не можем просто сделать воду из ее атомов, есть ли другие способы ее создать? В последнее время ученые сосредотачиваются на получении воды из воздуха и использовании для этого влажности. К сожалению, большинство таких исследований находятся на ранних стадиях и проводятся в небольших масштабах. То есть, бороться с нехваткой воды и засухой таким образом сейчас, безусловно, нельзя.

Настоящая жажда

Однако засуха - не единственная причина, почему мы работаем над тем, чтобы научиться делать воду. Население Земли постоянно увеличивается - и спрос на воду также растет.

Кроме того, в мире до сих пор есть места, где нет доступа к чистой воде. Хотя около 71% поверхности Земли - это вода, большая ее часть - это соленая вода, то есть не питьевая. Лишь 2% воды на Земле является пресной и безопасной для питья, и более половины ее находится в полярных ледяных шапках, откуда мы не можем ее получить. В то же время много чистой, питьевой воды мы теряем просто потому, что воспринимаем ее как должное.

Нам так легко получить воду у себя дома и на работе, что мы забываем, что это ограниченный ресурс и однажды он, вполне вероятно, закончится. По всем этим причинам поиск новых способов создания воды становится все более актуальным.

Голубая планета №2?

Підпис до фото,

Можем ли мы добывать воду на других планетах?

Ученые заинтересованы не только в создании и сборе воды на Земле. На самом деле, их исследования распространяются на самые удаленные уголки космоса. Сейчас астронавты NASA полагаются на свою Систему восстановления воды (Water Recovery System) для переработки водорода и углекислого газа в космосе для получения воды (и метана). В космосе у них нет дождя и водоемов, которые есть здесь у нас, поэтому количество воды еще более ограничено. Было бы почти идеально, если бы мы могли брать воду из космоса - но насколько это реально?

На Марсе нашли озеро. С водой

В прошлом году ученые обнаружили доказательства наличия льда на так называемой темной стороне Луны. Ранее подобные образования льда находили и на других планетах, например на Меркурии. Не трудно представить, как сильно это взволновало научное сообщество. Возможность брать воду с Луны и других планет не только открывает водные ресурсы за пределами Земли, но также дает возможность дальнейшего исследования космоса.

Но лед - не единственный водный ресурс в космосе. На Марсе есть ряд возможных источников воды - нам просто нужно найти способ ее добычи. Например, воду можно было бы собирать из атмосферы, из почвы или даже добывать из полезных ископаемых - возможности бесконечны. К сожалению, наши технологии еще не настолько развиты.

А может, начать с того, чтобы беречь то, что имеем?

Поэтому, возможно, вода - это не столь ограниченный ресурс, как мы считали изначально. Но пока возможность получать воду в глобальном или даже планетарном масштабе все еще недоступна.

Зачем люди пьют неочищенную "сырую" воду и безопасно ли это?

Так что же мы можем сделать для сохранения воды, которая уже есть? Самое главное - не воспринимать воду как должное. Вот пять полезных советов, которые помогут вам уменьшить количество потребляемой воды:

Не принимайте душ слишком долго. В жаркую погоду понятно желание принимать душ чаще. Однако, когда вы его принимаете, делайте это недолго, или даже замените долгий душ частично наполненной ванной.
Не оставляйте кран открытым, когда в этом нет необходимости. Чаще всего так происходит, когда вы чистите зубы или умываетесь - но подумайте, что вся эта вода просто стекает в канализацию!
Используйте стиральную или посудомоечную машины только с полной загрузкой. Одна полная загрузка экономит гораздо больше воды, чем две или три частичных.
Не поливайте газон и растения избыточно. А также поливайте их в прохладное время суток - например, вечером вода не испаряется на солнце, поэтому расходуется меньше.

Держите бутылку с водой в холодильнике, а не ждите, пока из крана потечет холодная.

В среднем человек использует около 9 000 литров воды в год - этого достаточно для наполнения двух бензиновых цистерн! Еще страшнее думать, что, по прогнозам, к 2025 году более 60% людей будут иметь ограниченный доступ к пресной воде.

Даже самая незначительная экономия воды может иметь огромное значение - если в ней будет участвовать большое количество людей.

Следите за нашими новостями в Twitter и Telegram

Первый способ создания структурированной воды

Итак, готовим дома структурированную воду. Для этого можно использовать воду для кулера, которую можно купить или заказать. Чтобы не просто получить ее, а и понять, что и почему приходится выполнять, для начала нужно вспомнить кое-что из школьного курса.

Чуть-чуть из урока химии

Вы, конечно же, слышали слово «дейтерий». Напомним, что таким термином обозначают тяжелый водород. Он представляет собой изотоп водорода с атомной массой ядра равной 2. Изотоп – это разновидность атома, который в таблице Менделеева имеет такой же порядковый номер, но содержит более тяжелое ядро элемента. А вот обычный водород хоть и занимает такое же, 1 место в таблице химических элементов, но имеет атомную массу 1.

Отдельно нужно сказать, что благодаря дейтерию образуется так называемая тяжёлая вода, которая замерзает при температуре + 4 градуса и является самой вредной для всего живого. Дейтерий относится к тяжелым изомерам водорода.

Сверхлегкие же замерзают при -1 градусе. Но в школе мы учили, что вода переходит в твердое состояние при 0. Да, все правильно, именно последняя вода, которая нам нужна для нормального пополнения биожидкости.

Как получить структурированную воду

Вообще-то говоря, существует два способа получения структурированной воды, которая абсолютно подходит для восполнения биожидкости, постоянно выходящей из организма.

Как из испорченных продуктов невозможно приготовить качественное блюдо, так и для создания структурированной воды подойдет только очищенная вода. Причем, чем лучше ее качество, тем совершеннее получится конечный продукт.

Для проведения таких процедур, можно заказать питьевую воду «КАНЬОН», которая по степени очистки и антибактериальным свойствам ничем не уступает глубинной артезианской воде, находящейся в недрах земли на глубине 100 м.

Для приготовления структурированной воды нельзя брать металлические ёмкости, поскольку ионы металла перейдут в воду. Стеклянная посуда тоже не подойдет – вода во время замерзания расширяется и может разорвать сосуд.

Поэтому очищенную воду нужно налить в эмалированную кастрюлю и поставить в морозильную камеру. Как только появится первый лед в виде кромки, его нужно немедленно удалить с помощью шумовки (с дырочками). Этот лед представляет собой тот самый дейтерий, о котором говорилось выше, т. е. представляет собой самую «вредную» воду для живого организма.

Кстати, время образования кромки зависит от температуры в камере и от объема кастрюли. Поэтому первые разы придется поэкспериментировать, чтобы в дальнейшем четко знать, когда удалять первый лед. На 1 л воды это может быть от 1 до 2 часов.

Итак, лед удалили, а вот воду придется перелить в другую кастрюлю, которую вновь загружаем в морозильник. После того, как вода в кастрюльке промерзнет приблизительно на 2/3 (что хорошо видно), в середине кастрюли останется незамерзшая вода.

Это и есть те самые сверхлегкие изомеры, о которых говорилось в начале. Поскольку они замерзают при температуре -1 градус, не мудрено, что вода в центре не замерзла. Так вот от этой жидкой водицы нужно также избавиться – ее просто слейте.

А оставшийся лед как раз и есть структурированная вода, которую Вы и хотели получить. Нужно сказать, что в среднем весь процесс займет 7-8 часов. В дальнейшем лед можно разморозить и употреблять в пищу и питье эту талую воду.

Без чего не создать структурированную воду

Только не забывайте, что для её создания потребуется хорошая вода, например можно использовать бутилированную воду. Ведь чистота исходной жидкости – очень важное условие для качественного продукта, получаемого после разморозки.

И еще помните, что все манипуляции с аква витой делайте с чистым сердцем и при хороших мыслях. Ведь воду многие считают живым существом. С этим можно спорить, но отрицать чудодейственную силу, которой наполняется водичка в кранах и в реках в Крещение, согласитесь, бессмысленно. Поэтому постарайтесь к процессу создания структурированной воды подходить благоговейно.

Но если у Вас нет времени возиться с моментом «ловли» ледовых кромок из дейтерия или незамерзших вод легких изотопов, тогда воспользуйтесь вторым способом приготовления структурированной воды.

Но об этом подробнее читайте в следующей статье.

Ученые открыли новый способ получения воды -- ScienceDaily

В знакомой школьной демонстрации химии инструктор сначала использует электричество для разделения жидкой воды на составляющие ее газы, водород и кислород. Затем, объединив два газа и воспламенив их искрой, инструктор превращает газы обратно в воду с громким хлопком.

Ученые из Университета Иллинойса открыли новый способ приготовления воды, причем без шипучки. Мало того, что они могут производить воду из необычных исходных материалов, таких как спирты, их работа также может привести к созданию лучших катализаторов и менее дорогих топливных элементов.

«Мы обнаружили, что нетрадиционные гидриды металлов можно использовать для химического процесса, называемого восстановлением кислорода, который является неотъемлемой частью процесса производства воды», — сказал Захария Хейден, докторант и ведущий автор статьи, принятой к публикации в в журнале Американского химического общества и размещены на его веб-сайте.

Молекула воды (ранее известная как монооксид дигидрогена) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но вы не можете просто взять два атома водорода и приклеить их к атому кислорода. Реальная реакция образования воды немного сложнее: 2H ₂ + О ₂ = 2Н ₂ О + Энергия.

На английском языке уравнение гласит: Чтобы получить две молекулы воды (H ₂ O), две молекулы двухатомного водорода (H ₂ ) должны быть объединены с одной молекулой двухатомного кислорода (O ₂ ). Энергия будет высвобождаться в процессе.

«Эта реакция (2H ₂ + O ₂ = 2H ₂ O + Energy) известна уже два столетия, но до сих пор никто не заставил ее работать в гомогенном растворе», — сказал Томас Раухфус, профессор химии U. of I. и автор-корреспондент статьи.

Хорошо известная реакция также описывает то, что происходит внутри водородного топливного элемента.

В типичном топливном элементе двухатомный водород входит в одну сторону элемента, двухатомный кислород входит в другую сторону. Молекулы водорода теряют свои электроны и становятся положительно заряженными в результате процесса, называемого окислением, в то время как молекулы кислорода получают четыре электрона и становятся отрицательно заряженными в результате процесса, называемого восстановлением. Отрицательно заряженные ионы кислорода объединяются с положительно заряженными ионами водорода, образуя воду и высвобождая электрическую энергию.

«Трудной стороной» топливного элемента является реакция восстановления кислорода, а не реакция окисления водорода, сказал Раухфус. «Однако мы обнаружили, что новые катализаторы для восстановления кислорода могут также привести к новым химическим средствам для окисления водорода».

Rauchfuss и Heiden недавно исследовали относительно новое поколение катализаторов гидрогенизации с переносом для использования в качестве нетрадиционных гидридов металлов для восстановления кислорода.

В своей статье JACS исследователи сосредоточились исключительно на окислительной реакционной способности катализаторов гидрирования переноса на основе иридия в гомогенном неводном растворе. Они обнаружили, что комплекс иридия влияет как на окисление спиртов, так и на восстановление кислорода.

«Большинство соединений реагируют либо с водородом, либо с кислородом, но этот катализатор реагирует и с тем, и с другим», — сказал Хайден. «Он реагирует с водородом, образуя гидрид, а затем реагирует с кислородом, образуя воду, и делает это в гомогенном неводном растворителе».

Новые катализаторы могут привести к разработке более эффективных водородных топливных элементов, что существенно снизит их стоимость, сказал Хайден.

Работа финансировалась Министерством энергетики США.

Почему мы не можем просто сделать воду?

Вы когда-нибудь задумывались, почему нельзя просто сделать воду? Мы объясняем недостатки, с которыми сталкиваются ученые, и что можно сделать вместо этого.

Вода или H ₂ O, как это известно с научной точки зрения, в наши дни в дефиците. С постоянно растущим населением, как мы собираемся обеспечить чистой питьевой водой в ближайшие годы, если мы уже боремся с трудностями?

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы не можем сделать это сами?

Я имею в виду, что это просто H ₂ O, верно? Этих элементов много в природе. Возьмите два атома водорода и один атом кислорода, соедините их вместе, и мы получим воду!

К сожалению, это не так просто. В сегодняшней статье мы объясним, почему это невозможно и какие пути мы можем использовать вместо этого. Ответы могут вас удивить.

Некоторые из приведенных ниже ссылок являются партнерскими. Это означает, что мы можем получить комиссию без дополнительной оплаты для вас, если вы перейдете по ссылке и совершите покупку.

1 Как делают воду

2 Как мы можем безопасно производить воду?

3 Сбор воды вместо ее производства

3.1 Заключение

Как делают воду

Вода — наиболее изученное химическое соединение в истории, а ее соединения: водород и кислород — одни из самых распространенных элементов в нашей Вселенной.

Каждый атом водорода имеет только один электрон. Атом кислорода имеет шесть электронов, образующих почти полную оболочку, в которой есть место только для еще двух электронов. Результирующая сила атома кислорода означает, что необходима огромная сила, чтобы преодолеть его энергетический барьер и позволить ему принять больше электронов.

Водород — легковоспламеняющийся газ, а кислород поддерживает горение. В то время как мы полагаемся на воду для тушения пожаров, два основных компонента воды легко воспламеняются, если оставить их наедине с собой.

Изначально вода образовалась в результате образования звезд. Когда звезда формируется, она сопровождается сильной внешней волной давления пыли и газа. Когда эта направленная наружу волна встречается с частицами окружающего газа в космосе, давление сжимает элементы и нагревает газ, быстро заставляя атомы образовывать связи и производить водяной пар.

Следовательно, космос полон огромных межзвездных облаков, а вода на самом деле распространена во Вселенной и в нашей галактике. На самом деле один из спутников Сатурна почти полностью состоит из воды.

Итак, мы знаем, что можем создать воду, если у нас будет достаточно водорода и кислорода и достаточно давления, чтобы заставить их соединиться. К сожалению, возникающее давление требует такой силы, что оно принимает форму взрыва.

Катастрофа Гинденбурга 1937 года является примером разрушительной силы, которой может обладать чистый водород. «Гинденбург» был заполненным водородом дирижаблем, и его взрыв произвел примерно 160 метрических тонн воды, в дополнение к гибели 36 человек. И вода, образовавшаяся в результате такого взрыва, не обязательно была бы пригодной для питья: она также была бы загрязнена топливом и другими химическими веществами, а также осколками, образовавшимися при взрыве.

Этот принцип обычно демонстрируется на уроках естествознания с помощью теста «водородный взрыв». Водород собирают в маленькую перевернутую пробирку, а затем к открытому концу пробирки подносят зажженную спичку. Раздается заметный «хлопающий» звук, и внутри трубки образуется водяной пар.

Как безопасно производить воду?

Если бы мы попытались произвести достаточно воды, чтобы уменьшить нехватку воды в мире, нам сначала нужно было бы создать высокоочищенный водород и кислород. В противном случае полученная вода будет загрязнена и непригодна для питья.

Хотя в настоящее время у нас есть эти технологии, они чрезвычайно неэффективны и дороги. Мы не можем производить большие объемы элементов необходимой чистоты.

И даже тогда, несмотря на то, что мы знаем, как производить воду, мы еще не открыли, как производить воду безопасно и в масштабах, необходимых для уменьшения нехватки воды в мире. Мы еще не знаем, как безопасно вызвать и сдержать огромные взрывы, которые нам потребуются, или как сделать воду без взрывов. Итак, хотя ученые все еще работают над этой проблемой, в настоящее время мы не можем безопасно производить воду.

Сбор воды вместо ее производства

Несмотря на то, что существует множество препятствий, мешающих нам производить воду, все еще существуют некоторые инновации, которые помогут уменьшить глобальную нехватку пресной воды.

1. Очистка воды

Большая часть нашей пресной воды остается непригодной для питья из-за естественного или антропогенного загрязнения. Теоретически эту воду можно было бы очистить фильтрами для удаления примесей и дезинфицирующими средствами для уничтожения органических микробов и сделать ее пригодной для питья.

В настоящее время у нас есть технологии и возможности для очистки воды по одной бутылке, домашнему хозяйству или человеку за раз, но у нас нет хороших систем для очистки воды в больших масштабах для целых городов или населенных пунктов. Но эти технологии разрабатываются и совершенствуются в регионах с дефицитом воды по всему миру, и вскоре у нас могут появиться хорошие, экономически эффективные, крупномасштабные возможности очистки воды, чтобы компенсировать ущерб, нанесенный загрязнением.

2. Опреснение воды

Около 97% воды на Земле — это соленая вода, непригодная для питья. В тех частях мира, где наблюдается острая постоянная нехватка пресной воды, удаление соли и минералов из морской воды является потенциальным крупномасштабным решением проблемы нехватки воды.

Сегодня 100% воды в Кувейте – это механически опресненная вода, и более 300 миллионов человек во всем мире пьют опресненную океанскую воду.

Опреснение вызывает споры, потому что оно дорого и требует большого количества энергии, что потенциально делает его недоступным для самых бедных людей, которые, как правило, больше всего в этом нуждаются.

При опреснении также образуются отходы в виде высокосоленой минеральной рапы. Возврат больших количеств рассола в море может иметь далеко идущие экологические последствия.

3. Сбор воды из воздуха

Было изобретено несколько новых моделей устройств, использующих турбины для охлаждения водяного пара в воздухе в виде облаков.