Какова причина аномальных электрических свойств воды?

Считается, что часть молекул жидкой воды диссоциирована на ионы гидроксила ОН^- и водорода Н⁺. Измерения константы диссоциации дают, что в чистой воде при 0^оС концентрация тех и других ионов составляет 3.38×10^-8 от концентрации молекул воды, а при 100^оС эта цифра составляет 7.7×10^-7 [21], т.е. на интервале температур в 100^о концентрация ионов изменяется почти в 23 раза. Каков механизм этой диссоциации на ионы ОН^- и Н⁺?

Уточним, что речь ведут о полноценных ионах: молекула воды, якобы, диссоциирует таким образом, что атом водорода оставляет свой электрон в группе ОН. Могут ли ионы ОН^- и Н⁺ в воде быть результатом тепловой диссоциации? Энергия диссоциации молекулы воды на нейтральные радикалы ОН и Н составляет 116 ккал/моль [22], или 5.0 эВ. Энергию диссоциации на ионы ОН^- и Н⁺ мы не нашли в литературе – но она, очевидно, больше энергии диссоциации на нейтральные радикалы. Тогда, тепловая диссоциация могла бы дать отношение концентраций ионов и нейтральных молекул, которое, по Больцману, заведомо меньше, чем exp {-5.0эВ/ kT } – что при комнатной температуре составляет e ^-192»4.1×10^-84. Запредельная малость этой величины говорит о том, что механизм диссоциации молекул воды на ионы ОН^- и Н⁺ не является тепловым. Не является он и радиационным – о чём свидетельствует температурная зависимость концентраций этих ионов. Но тогда каков же этот механизм? Не говорить же всерьёз о том, что вода является настолько универсальным растворителем, что немного растворяет даже саму себя!

Как отмечалось выше (п.5), каждая молекула воды, обмениваясь атомами водорода с соседями, постоянно испытывает циклические диссоциации-рекомбинации. Следует добавить один штрих, чтобы дополнить эту картину сопутствующими электрическими феноменами. Мы полагаем, что переключения направленных валентностей в атоме кислорода производятся в такие моменты времени, когда в связке «протон-электрон», валентность которой «отключается», в тепловом бытии находится электрон – в результате эта связка на некоторое время «зависает» в состоянии, имитирующем наличие нескомпенсированного отрицательного элементарного заряда. Атом водорода, как отмечалось выше, без каких-либо энергозатрат отделяется от кислородной связки «протон-электрон», потерявшей статус валентной. Но эта связка имитирует отрицательный элементарный заряд – поэтому сразу после того, как электрон водорода покинет область удержания электрона кислорода, атом водорода проиндуцирует противоположный, т.е. положительный зарядовый разбаланс. В этом состоянии – с «зависшим» в тепловом бытии протоном – атом водорода будет проявлять себя как протон (такое «зависание» блокирует возможность колебаний зарядового разбаланса, т.е. блокирует возможность возбуждения атома [12]. Этим можно объяснить, почему у воды, кишащей атомарным водородом, отсутствуют водородные спектральные линии поглощения-излучения – в частности, вода прозрачна в видимом диапазоне). Обрисованная картина означает, что вода буквально бурлит электричеством: постоянно происходит тотальная диссоциация-рекомбинация молекул, причём они диссоциируют на частицы, несущие противоположные электрические заряды.Благодаря этому тотальному ауто-гидролизу воды и возможен её т.н. электролиз, причём даже при напряжениях между электродами в единицы вольт. Для сравнения: «электролиз», например, бензина возможен лишь при достижении пробивного напряжения. Воду можно рассматривать как жидкую плазму, но следует иметь в виду, что электрические заряды в этой плазме являются проимитированными – будучи обусловлены соответствующими зарядовыми разбалансами – и что времена жизни этих электрических зарядов невелики, будучи сопоставимы с характерным химическим временем (п.5). На наш взгляд, именно наличие этих зарядов в воде обусловливает аномально высокую (» 80) диэлектрическую проницаемость воды в постоянном поле (в переменном поле эта величина быстро уменьшается при увеличении частоты).

Малость времён жизни этих зарядов объясняет, почему традиционными методами исследования не обнаруживается тотальная диссоциация молекул воды на радикалы Н^[+] и OH^[-], где квадратные скобки означают, что заряд проимитирован через статический зарядовый разбаланс. Так, при исследованиях электропроводности воды, успевают проявить себя лишь радикалы Н^[+] и OH^[-], находящиеся в тончайших приэлектродных слоях, что и порождает иллюзию ничтожности концентраций ионов ОН^- и Н⁺ в воде – ведь эти ионы считаются долгоживущими. И, в рамках традиционного подхода, не находит разумного объяснения факт аномально высокой подвижности «долгоживущих» ионов Н⁺ в воде и во льду – причём, «во льду подвижность протонов примерно в сто раз больше, чем в жидкой воде» [23]. Это выглядит так, как будто «протон, подходя с одной стороны к цепочке молекул воды, связанных водородной связью, вызывает появление свободного протона с другой стороны цепочки» [23]. Авторы [4], не вдаваясь в подробности, говорят, что «миграция протона вдоль Н-связей происходит за счёт сравнительно быстрого туннельного эффекта». Это сказочное объяснение нас не устраивает. По логике вышеизложенного, за быструю миграцию протона в воде и особенно во льду ошибочно принимают результат цепочки последовательных переформирований составов молекул. «Лишний протон» включается в состав молекулы, отчего другой протон оказывается «лишним», и т.д. В итоге протон, который «появился» в конце этой цепочки – это далеко не тот же протон, который «исчез» в её начале.