 |
Глава 5. Водородные связи и вязкость крови
|
|
|
|
\"...Зная типы связей в молекулах любого вещества, можно объяснить его структуру и важнейшие свойства.\"
Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии
Свойства молекул в основном определяются типом связей между атомами в молекуле и молекулярной архитектурой. Под архитектурой следует понимать структуру молекулы — ее форму.
Молекула воды образуется в результате присоединения двух атомов водорода к одному атому кислорода и тогда у атомов кислорода и водорода появляются общие электроны и таким путем электронные оболочки этих атомов заполняются полностью. Получается наиболее устойчивая электронная структура.
Такие связи, образованные электронами, находящимися в общем владении объединившихся атомов, называются ковалентными. Приставка ко в слове ковалентная обозначает совместное участие и соответствует приставке со в русских сливах сотрудник, соавтор.
Ковалентные связи очень устойчивы и прочны. Эти связи, скрепляющие молекулы воды, не рвутся даже при высоких температурах. Для их разрыва приходится применять специальные методы, как, например, электролиз.
А теперь об архитектуре молекулы воды. Если атом кислорода поместить в центр молекулы воды, то атомы водорода по здравому смыслу должны бы располагаться на диаметрально противоположных сторонах от центра. Но в действительности молекула воды имеет как-бы изогнутый вид и угол между атомами водорода равен не 180, а 104,5°. В итоге электроны молекулы воды неравномерно распределены между атомами кислорода и водорода: вблизи атома кислорода наблюдается избыток электронов и поэтому этот атом несет на себе небольшой отрицательный заряд, а вблизи атомов водорода недостает электронов и они несут на себе небольшие положительные заряды. В результате наличия таких зарядов молекула воды всегда полярно.
|
|
|
Как же взаимодействуют между собой молекулы воды, имея на себе разноименные заряды? Как того и следует ожидать, разноименно заряженные части различных молекул воды могут притягиваться друг к другу. Возникают так называемые водородные связи. И если ковалентные связи мы изображаем прямыми линиями, то водородные — точечными линиями, подчеркивая этим, что они гораздо слабее первых.
Так изображается водородная связь между двумя молекулами воды:
H
Н - О - Н О <
H
Водородные связи, так же как и ионные, в сущности образуются за счет электростатического взаимодействия, благодаря которому положительные и отрицательные заряды притягиваются друг к другу.
Кому-то эта глава может показаться совсем уж неинтересной, в таком случае ее можно будет просто пропустить. Но во многих главах будут ссылки на эту главу, поэтому придется принимать эти ссылки без доказательств, или же при необходимости снова вернуться к этой главе.
Водородные связи образуются лишь с немногими атомами элементов периодической таблицы — с кислородом, фтором, азотом и изредка с хлором.
Водородные связи почти в 20 раз слабее ковалентных, но во много раз сильнее ван-дер-ваальсовых. Впрочем, об этих связях можно говорить и как в меру сильных, и как в меру слабых. Например, на одних только водородных связях построена кристаллическая решетка льда. Все мы знаем насколько прочен лед. Но стоит немного нагреть лед, как он начнет таять, т. к. при этом начнут разрушаться водородные связи.
Образование льда — это самое наглядное проявление водородных связей. Но эти связи играют чрезвычайно важную роль и в существовании всего живого, они имеются в крови, в белках, в нуклеиновых кислотах и во многих других биополимерах. Например, упорядоченность строения белков не может быть достигнута без участия водородных связей. Белки бывают скручены в спирали и такую спиралевидную форму обеспечивают водородные связи. В результате нагревания белков (при варке) водородные связи разрываются и скрученная цепь необратимо теряет свою форму.
|
|
|
И в быту водородные связи очень часто обнаруживают себя — например, при каждой стирке мы пытаемся уменьшить их с помощью поверхностно-активных средств.
Но самое главное в действиях водородных связей — им мы обязаны тому, что вода может находиться в жидком состоянии, а следовательно, что возможна сама жизнь. Не вдаваясь в подробности, кратко скажу, что вода имеет столь высокую температуру кипения (100°С) только потому, что водородные связи удерживают ее молекулы в компактном состоянии (в жидком состоянии). И если бы не было этих связей, то любая молекула воды, имея лишь незначительную энергию, могла бы испариться и мы имели бы это вещество только в парообразном состоянии.
Но все это пока что всего лишь интересная информация о водородных связях. А теперь мы рассмотрим те явления, связанные с водородными связями, которые непосредственно оказывают влияние на наше здоровье и которыми мы можем хотя бы в малой мере управлять.
Но сначала несколько слов о поверхностном натяжении воды. Из школьного учебника по физике нам известно, что стальная иголка может лежать на поверхности воды как на тонкой резиновой перепонке. И удерживает эту иголку поверхностное натяжение воды. Подобно тому, как в каждой точке натянутой нити действует сила натяжения, направленная вдоль нити, так и в натянутой ленте действует подобная же сила, но приложенная не в одной точке, а распределенная по всей ширине ленты. Точно так же на каждый линейный сантиметр, взятый по любому направлению поверхности жидкости, будет действовать сила, характеризующая своей величиной степень натянутости этой поверхности. Сила эта действует перпендикулярно к тому отрезку в 1 см, в точках которой она приложена, и, кроме того, она является касательной к поверхности жидкости. Такая сила называется поверхностным натяжением.
Чем же объясняется поверхностное натяжение жидкостей?
Начнем с того, что каждая молекула, находящаяся внутри жидкости, подвергается воздействию со стороны окружающих ее молекул. Это может быть и электростатическое взаимодействие между ионами, и ван-дер-ваальсово взаимодействие между нейтральными молекулами, и взаимодействие, обусловленное водородными связями. Последнее взаимодействие проявляется в наибольшей мере между молекулами воды и именно оно вносит наибольший вклад в поверхностное натяжение воды. Если молекула воды находится внутри жидкости, то она испытывает равное воздействие со всех сторон. Но если эта же молекула находится на поверхности, то она будет испытывать воздействие только от молекул, лежащих глубже нее и рядом с ней. В итоге эта молекула будет испытывать силу, стремящуюся втянуть ее вглубь. Эта сила будет направлена перпендикулярно к поверхности жидкости. Следовательно, молекула, находящаяся на поверхности, подвергается притягательному воздействию со стороны лежащей под ней массы жидкости. Такому же воздействию подвергаются и все молекулы, находящиеся в поверхностном слое. Этот слой и является тем местом, где действует поверхностное натяжение. Поэтому, чтобы испарить молекулы воды, находящиеся на поверхности, надо преодолеть силы, удерживающие их в жидкой фазе. И если бы не было водородных связей, то молекулы воды без особых затрат энергии при сравнительно низкой температуре покидали бы жидкую фазу и переходили в газообразную.
|
|
|
Поверхностное натяжение наглядно проявляется в том, что жидкость всегда стремится иметь наименьшую поверхность и поэтому в состоянии невесомости капли принимают форму шара. И чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем меньше эта жидкость препятствует увеличению ее поверхности. А чтобы увеличить поверхность жидкости, необходимо совершить определенную работу, чтобы вывести из глубины жидкости на ее увеличивающуюся поверхность дополнительные молекулы. А поэтому поверхностное натяжение можно выражать не только в единицах силы на единицу длины поверхности, но и в единицах энергии на единицу площади поверхности, что будет означать какую энергию следует затратить, чтобы увеличить поверхность жидкости на 1 см2.
|
|
|
Так мы в общих чертах познакомились с таким явлением как поверхностное натяжение жидкостей. Мы видим, что оно прежде всего обусловлено имеющимися в жидкости водородными связями. И таким образом, по величине этого натяжения мы можем теперь судить, хотя и косвенно, о величине водородных связей в той же воде. А измеряется поверхностное натяжение просто и легко. Поэтому в дальнейшем, когда речь будет идти о величине поверхностного натяжения, мы можем считать, что речь идет о водородных связях, а именно они нас в данный момент и интересуют.
В книге Кристофера Бёрда \"Загадки Земли\", главу из которой под названием \"Живая вода\" опубликовал журнал Свет (1990, № 6), мы найдем много информации о странном поведении воды, и в том числе и о влиянии величины поверхностного натяжения воды на здоровье человека. Не имея возможности познакомить читателей с полным текстом этой главы, я процитирую ее лишь небольшими отрывками.
Свойства воды столь странны и таинственны, что каждый день мы узнаем что-то новое о ее поведении и вписываем в историю науки необычайные сюжеты.
Заинтригованный древними преданиями о ключах с живой водой в местечке Хунзакут (на территории нынешнего Пакистана — прим. Н. Д.), румынский естествоиспытатель Генри Коанда в тридцатые годы предпринял ряд поездок к источникам. Как эксперт по водным ресурсам, он пытался разгадать секрет того, почему вода обладает активностью и исцеляет разные недуги. Целебные свойства воды он прежде всего связал с молекулярной ее структурой, считая, что даже в двух источниках мало общего по составу.
Во время своих путешествий в Грузию, Перу, предгорья Тибета он нашел прямую связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни больших групп населения. Правда, Конда еще не в состоянии объяснить, почему ледовая вода удлиняет человеческий век. После того как ему пришлось вернуться на родину в роли президента Академии наук Румынии, он перепоручил исследования своему молодому помощнику Патрику Фланагану из той же лаборатории в Коннектикуте. И не ошибся: способный Фланаган был назван журналом Лайф в списке десяти лучших ученых США. Я знаю, что только вы сможете разгадать секрет Хунзакута, — напутствовал его Коанда.
Фланаган увлекся разгадкой этой тайны до такой степени, что все свое время проводил в глуши. И вырывался в города, чтобы подзаработать тысячу-другую долларов чтением лекций о тантризме, тибетской медицине. (Тантризм — направление в буддизме и индуизме. Для тантризма характерен этический и социальный нигилизм. Получил распространение в Японии, Непале, Китае и особенно в Тибете. Нигилизм — отрицание общепринятых ценностей: идеалов, моральных норм, культуры, общественных форм жизни — прим ред.).
|
|
|
Фланагану интересно было узнать как ведут себя заряженные частицы, не встречающиеся в живых клетках. По его предложению синтезировали искусственные материалы класса детергентов (принятое в зарубежной литературе название синтетических моющих средств — прим Н. Д.). Эти поверхностно-активные вещества, как известно, обладают дипольностью: один плюс притягивает воду (гидрофильный), другой — ее отталкивает (гидрофобный). Иначе говоря, гидрофобный полюс дружествен к липидам. Такая структура позволяет хорошо вымывать грязь и жиры из тканей одежды. Вторая сила, которая создает длинные комплексы, — это водородные связи. Благодаря им смачиваются стенки сосуда, растворяются порошки.
Здесь я прерву цитирование, чтобы сделать некоторые замечания и пояснения. Во-первых, в этой цитате мы встречаемся с понятием водородные связи, да еще и с предлогом благодаря, отчего наше почтение к этим связям должно только возрасти. Во-вторых, мне кажется, что, прочитав эту цитату, можно сделать вывод, что и сама стирка упрощается тоже благодаря водородным связям, ведь в тексте цитаты так и сказано, что вторая сила, которая создает длинные комплексы, — это водородные связи. Я не имею возможности остановиться более подробно на механизме действия поверхностно-активных веществ, но сама суть их сводится к уменьшению поверхностного натяжения жидкости, что однозначно можно рассматривать как ослабление водородных связей в этой жидкости.
Например, если на поверхности воды плавает легкий не смачиваемый ею предмет, и если поблизости к нему прикоснуться к поверхности воды куском сахара, то плавающий предмет притянется к сахару вследствие того, что подсахаренная вода имеет более высокое поверхностное натяжение, чем чистая. А если вместо сахара прикоснуться к воде куском мыла, то плавоющий предмет уплывет от него, ток как мыло понижает поверхностное натяжение воды, то есть мыло и есть то поверхностно-активно вещество, которое ослабляет водородные связи в воде. И все остальные моющие вещества (жидкие и порошкообразные) тоже в первую очередь ослабляют водородные связи в воде. Среди всех химикатов используемых нами в быту, моющие средства занимают первое место Как видим, моющие средства прежде всего должны снижать поверхностное натяжение чистой воды — только благодаря этому моющая жидкость может проникать в мелкие поры очищаемого материала.
Точно так же питьевая вода с пониженным поверхностным натяжением (что равнозначно — с ослабленными водородными связями, легко усваивается нашим организмом.
А теперь я продолжу цитирование отдельных отрывков, связанны по смысловому содержанию, из главы Живая вода книги Кристофер Бёрда \"Загадки Земли\".
...Фланаган с успехом подобрал кристаллы всех сортов и воспроизвел эффекты натяжения водных поверхностей, которые, как оказалось, были известны древним тибетским физикам. Тысячелетиями в Гималаях врачи предлагали пациентам микстуры с дозированными по видам болезней жидкими кристаллами.
И все-таки не было ответа на вопрос: где кристаллы берут энергию, необходимую для поверхностного натяжения воды? Существовало предположение, частично вынесенное из тибетских источников, о том, что резонаторами космической энергии являются сверхновые звезды, испускающие импульсы и другие пространственные воздействия.
Здесь я снова прерву цитирование и попытаюсь пояснить читателям в чем же заключается смысл вопроса где кристаллы берут энергию, необходимую для поверхностного натяжения воды?. Чуть выше уже говорилось, что по предложению Фланагана были синтезированы вещества класса детергентов, с помощью которых он по сути понижал поверхностное натяжение жидкостей (т. е. ослаблял водородные связи) и оказывается, что нечто подобное производили и древние тибетские физики (если таковые были в то время). А мы уже знаем, что поверхностное натяжение стремится уменьшить площадь поверхности жидкости, а поэтому, чтобы увеличить эту поверхность при неизменном поверхностном натяжении, мы должны затратить определенную энергию. Снижение же поверхностного натяжения равноценно по своему результату (увеличению поверхности жидкости) затрате некоторого количества энергии, чего на самом деле не происходит. Это можно сравнить с перемещением груза на санях в разное время года. Летом для перевозки на санях единицы груза придется затратить намного больше энергии, чем зимой, так как разная при этом будет сила трения полозьев о поверхность. Точно так же обстоят дела и при использовании поверхностно-активных веществ — они уменьшают водородные связи между молекулами воды и поверхность последней при этом увенчивается. Но тибетские физики (или только Фланаган) полагали, что снижение поверхностного натяжения происходило в результате затраты некоей энергии, поэтому они и ставили такой вопрос — откуда берется эта энергия. Ответ был так же прост, как и бездоказателен — энергию поставляют сверхновые звезды. Мне кажется, что всем давно уже должно быть ясно, что все мы живем за счет энергии одного лишь Солнца. А от сверхновых звезд к нам приходит столько энергии, что в лучшем случае благодаря этому они сами на некоторое время становятся видимыми, а поэтому вряд ли такое количество энергии может как-то повлиять на поверхностное натяжение жидкостей.
К какому же выводу в итоге пришел Фланаган по тексту книги Кристофера Бёрда \"Загадки Земли\"? Он нашел, что хунзакутская вода имеет несколько меньшее поверхностное натяжение в сравнении с обычной водой, которой мы повсеместно пользуемся — 68 дин/см вместо 73. Поэтому этот исследователь и стремился в дальнейшем найти приемлемый способ понижения поверхностного натяжения воды, не поясняя механизма связи этого фактора со здоровьем человека. И если мы отбросим в сторону весь тот частокол из слов, которым Кристофер Бёрд окружил исследования Фланагана, то станет ясно, что последний нашел в хунзакутской воде одно только необычное качество — ее поверхностное натяжение было ниже поверхностного натяжения обычной воды. И все последующие исследования Фланагана велись уже только в этом направлении. Далее Кристофер Бёрд пишет, что Фланаган изобрел новую группу коллоидов, обнаруженных в материнском молоке и в мякоти черешни и уменьшил поверхностное натяжение воды до 26 дин/см. Это — живая вода. Слишком даже живая. Ею можно стирать белье без мыла, отбеливателей, без стиральной машины. Но она не опьяняет человека, а дает огромный прилив сил — замечает исследователь.
То, что в такой воде можно стирать без мыла, легко понять — мыло снижает поверхностное натяжение воды, а в указанном выше случае поверхностное натяжение значительно снижается не с помощью мыла, а с помощью каких-то иных веществ. Ну и что с того — для стирки ведь важен сам фактор снижения поверхностного натяжения.
А чем объяснить такое любопытное замечание Фланагана: но она не опьяняет человека, а дает огромный прилив сил?
Объяснение, на мой взгляд, самое простое. Исследователь, конечно же, знал, что такое низкое поверхностное натяжение воды (26 Дин/см), которое он получал с помощью определенных коллоидов, имеют такие опьяняющие вещества как этиловый спирт (22,5) и водка (30). Но пьянеем мы не от низкого поверхностного натяжения этилового спирта, а совсем от других его свойств, но Фланаган, по-видимому, не преминул связать вместе низкое поверхностное натяжение спиртовых (или алкогольных) жидкостей с их опьяняющим действием, так как роль низкого поверхностного натяжения этих жидкостей при их употреблении заметна сразу — стоит нам выпить какой-то крепкий алкогольный напиток, как тут же ударяет в голову. Такое быстрое действие алкогольных напитков объясняется очень быстрым проникновением их в кровь благодаря низкому поверхностному натяжению, а точнее — благодаря ослабленным водородным связям в этих жидкостях.
В итоге писатель заканчивает свою главу такой сенсацией:
Выпущена довольно доходчивая рецептура напитка: если добавить в коллоидный раствор заводского изготовления с поверхностным натяжением 38 дин один галлон дистиллированной воды (1 галлон равен 3,8 л — прим Н. Д.), то биологический эффект на организм равнозначен живой хунзукутской воде. Старик приобретает прыткость молодого.
Здесь я снова хочу напомнить читателям, что высокое поверхностное натяжение воды обеспечивают прежде всего водородные связи, имеющиеся между молекулами воды. И если мы видим по конечному результату некоего воздействия на воду, что ее поверхностное натяжение значительно снижается, то можем предполагать, что в основе такого снижения лежит разрыв водородных связей между множеством молекул воды. Например, входя в воду, мы никак не чувствуем поверхностного натяжения этой воды и также не чувствуем суммарного действия водородных связей между молекулами воды. Но если вода замерзнет, то мы спокойно можем пройти, а то и проехать на машине по льду, — на поверхности воды нас будут удерживать водородные связи. А теперь растопим лед и измерим поверхностное натяжение воды при 0°С. Оно будет равно 75,6 дин/см. При 18°С поверхностное натяжение воды, как мы уже знаем, равняется 73. А при температуре нашего тела оно равно 70 единицам. Как видите, с повышением температуры воды все больше водородных связей разрывается. При температуре 45°С поверхностное натяжение воды становится равным 69 дин/см, то есть таким же, какое имеет хунзакутская вода при более низкой температуре. Почему хунзакутская вода имеет пониженное поверхностное натяжение — Фланаган об этом ничего не говорит. И неужели в хунзакутской воде нет больше ничего примечательного кроме пониженного поверхностного натяжения?
Нигде в тексте обсуждаемой нами главы (\"Живая вода\") не говорится о химическом составе хунзакутской воды, там всего лишь сказано, что В хунзакутских источниках содержатся почти все химические элементы и особенно много серебра. Нам важнее было бы знать в каком количестве содержатся те или иные элементы. А то, что в воде много серебра, тоже нельзя рассматривать как позитивное явление, так как с определенной концентрации этого элемента в воде начинается его негативное воздействие на организм (более подробно об ионах серебра говорится в 6-ой главе). Странно в общем-то видеть, что исследователь столько времени затратил на разгадку причины благоприятного воздействия хунзакутской воды на организм человека, но при этом не определил химический состав этой воды, хотя мне кажется, что он все же производил анализы химического состава этой воды, иначе откуда бы он знал, что в ней находятся почти все химические элементы.
Вероятнее всего, что он не пришел к определенному выводу, так как эта вода содержит очень мало минеральных веществ и ее можно было бы назвать маломинерализованной. Но и это определение еще мало о чем нам говорит, как мы знаем из предыдущей главы. Поэтому Фланаган мог намеренно упустить вопрос о минерализации и уделил главное внимание поверхностному натяжению. Почему я пришел к такому выводу? А потому, что, опустив по сути дела вопрос о минерализации воды, Фланаган в итоге предлагает понижать поверхностное натяжение не обычной водопроводной воды, которой большинство людей пользуется, а только дистиллированной. Поэтому я считаю, что Фланаган не совсем логично заявляет, что позитивный биологический эффект дает вода, имеющая только одно качество — низкое поверхностное натяжение. Следует учитывать и второе явное качество предлагаемой им воды — отсутствие в ней ионов кальция.
И в природной хунзакутской воде тоже очень мало кальция — не больше 10 мг/л.
Здесь уместно будет заметить, что вся грандиозная система Гималаев сложена из магматических пород, в которых практически нет кальция, а поэтому и все воды с этих гор являются мягкими и благоприятными для здоровья человека. Точно так же и Тибетское нагорье составляют магматические породы, и в Тибете вода всегда была мягкая, а поэтому и так называемую высокоэффективную тибетскую медицину надо воспринимать через призму благодатной природной воды этих мест. Но стоит перенести методы этой медицины на нашу жесткую воду и результаты станут не столь впечатляющими.
Из всего сказанного мы можем сделать по крайней мере два вывода, что качество питьевой воды в первую очередь зависит от ее химического состава и об этом никогда не следует забывать, как бы нас ни убаюкивали всевозможными околоводными прилагательными, вроде родниковой, экологически чистой, кристально чистой, небесной или просто минеральной. А второй вывод заключается в том, что вода обладает непомерно большим поверхностным натяжением и это в общем неблагоприятно сказывается на нашем здоровье, а поэтому следует по возможности понижать его, а точнее — следует уменьшать число водородных связей в воде.
Но чем благоприятно для организма человека уменьшение числа водородных связей в воде или ослабление этих связей?
Я боюсь, что уже утомил читателей этой главой, а поэтому хочу побыстрее ее закончить. В этой главе мы кратко выяснили, что собой представляют водородные связи, какое влияние они оказывают на поверхностное натяжение воды. А по величине поверхностного натяжения можно судить и о величине водородных связей. Поэтому мы будем; знать, что, уменьшая величину поверхностного натяжения воды, мы одновременно уменьшаем и величину водородных связей.
И что же нам дает уменьшение величины водородных связей?
Прежде всего, чем прочнее водородные связи, тем выше вязкость воды. А так как наша кровь больше чем на 90% состоит из воды, то, следовательно, вязкость крови также зависит от водородных связей. Стоит ли говорить как важно для нашей кровеносной системы иметь менее вязкую кровь?
В таблице 4 показано как зависит поверхностное натяжение и вязкость воды от ее температуры.
По этой таблице можно также увидеть и зависимость вязкости от поверхностного натяжения воды. Если, например, поверхностное натяжение воды величиной в 69 единиц мы можем получить с помощью нагрева ее до 45°С, имея при этом определенную величину вязкости, то точно такой же показатель по вязкости мы можем получить и без нагрева воды, понижая ее поверхностное натяжение до 69 единиц каким-либо иным способом. Мы уже знаем, что добавление в воду этилового спирта понижает поверхностное натяжение получающейся смеси. Водка (40 % этилового спирта и 60 % воды), например, имеет поверхностное натяжение в 30 единиц. Но если нам нужна не водка, а питьевая вода с низким поверхностным натяжением, то мы можем добавить в воду лишь незначительное количество этилового спирта (до 2 %) и получим воду с таким же поверхностным натяжением как и хунзакутская вода. Точно так же мы можем подкислить воду одной из органических кислот и тоже получим пониженное поверхностное натяжение такой воды. То есть добавлением в воду спирта или органической кислоты мы уменьшаем число водородных связей между молекулами воды, вследствие чего понижается ее вязкость. А если перевести все это на кровь, то точно таким же способом можно понизить и вязкость крови. Именно вязкость крови нас прежде всего и должна интересовать при рассмотрении водородных связей.
Каким же образом этиловый спирт и органические кислоты могут снижать поверхностное натяжение воды? Одной из причин является внедрение крупных молекул спирта или кислоты между молекулами воды. Но у кислот имеется еще и другое специфическое свойство — они увеличивают концентрацию ионов водорода в воде, которые и прерывают многие водородные связи между молекулами воды. Как это происходит?
Ионы водорода, находящиеся в воде, называют гидратированными ионами, так как вода очень энергично взаимодействует с такими ионами. По сути мы не найдем в воде одиноких ионов водорода — вокруг каждого из них располагается четыре молекулы воды, причем атомы кислорода притянуты к этому иону водорода, а на внешней оболочке такого комплекса находятся восемь атомов водорода, несущих положительный заряд. Ясно, что водородных связей между такими комплексами уже нет. Но чаще всего ион водорода связывается с одной молекулой воды, образуя положительно заряженный ион НзО+. Этот ион называется ионом гидроксония. Атом кислорода в таком ионе окружен тремя эквивалентными атомами водорода. И между такими ионами гидроксония уже нет никаких водородных связей, а появляются лишь силы отталкивания.
Кроме НзО+ и HО4 (ион водорода, вокруг которого располагаются 4 молекулы воды) в кислой воде могут существовать еще и молекулярные ионы.
Но, пожалуй, кислая вода менее вязкая, чем щелочная, по более существенной причине, о которой непременно необходимо сказать. В щелочной воде находится очень мало ионов водорода, но зато много гидроксид-ионов. Последние с помощью водородных связей образуют длинные цепочки, значительно увеличивая вязкость воды или крови. Вот как это выглядит: ОН - ОН - ОН - ОН.
В связи с этим приведу небольшой пример, взятый из газеты \"Советский спорт\" (1990 год, 4 ноября, \"Бег — всему голова\"). Цитирую:
Задают вопросы. Один из последних и самых больных — это по поводу некоего японского исследования, в котором говорится, что утренний бег не столь полезен. Мол, кровь в эту пору более густая, а стало быть, обладает большей способностью к свертыванию.
Что ответить? Попытки проконсультироваться где бы то ни было успеха не принесли. Наши ученые подобные исследования не проводили — не было в них нужды. Истинные же поклонники бега японскую сенсацию принимают с усмешкой: Стакан теплого чая за 20 минут до бега — говорят они, — вот вам кровушка и разжижится.
Ну а если без шуток, то можно сослаться хотя бы на опыт американцев. Тот, кто побывал в этой стране и интересовался проблемами бега, не мог не заметить, что люди здесь одолевают трусцой расстояния в любое время суток. Все зависит от привычки и наличия свободного времени. В принципе же, если японское предостережение и имеет какой-то смысл, на него, вероятно, следует обратить внимание только людям пожилого возраста. Понятно, что комментарий наш не отличается особой научностью. Но что, как говорится, делать...
Вот как я хочу прокомментировать исследования японцев по поводу того, что утренний бег не столь полезен. Давно уже известно, что в ранние утренние часы, перед пробуждением организма, циркуляция крови замедляется в результате повышения ее коагулирующих свойств (способности элементов крови слипаться). И как следствие — возрастание частоты инфарктов и инсультов именно в эти утренние часы. А причина этого явления заключается в том, что в течение ночи происходит дополнительный сдвиг реакции крови в щелочную сторону. При этом возрастает в крови концентрация гидроксид-ионов, а они имеют тенденцию к образованию с помощью водородных связей длинных цепочек. В результате кровь становится более вязкой и в ней возрастает вероятность образования тромбов.
Как видим, при щелочной реакции крови водородные связи оказывают явно негативное влияние на наше здоровье, они увеличивают вязкость крови и могут способствовать тромбообразованию. И стаканом обычного теплого чая здесь не обойтись. Помочь может только стакан очень кислого чая — а это элементарное подкисление крови. В результате повышения концентрации ионов водорода в крови при подкислении последней на элементах крови появляются положительные заряды и те же эритроциты не только не слипаются (как это происходит при щелочной реакции крови), но между ними появляется электрораспор — они отталкиваются друг от друга.
Вот что по этому поводу пишет Джарвис:
При увеличении щелочности кровь сгущается и в ней появляется осадок в виде мелких хлопьев. Загустевшая кровь с трудом проходит сквозь стенки мельчайших кровеносных сосудов. Мелкие хлопья закупоривают некоторые из этих сосудов и через определенное время происходит обратный ток крови, в связи с чем увеличивается кровяное давление.
Народная медицина рекомендует увеличить ежедневное потребление кислоты в органической форме, например, в виде яблок, винограда, клюквы или их соков. Ежедневно необходимо съедать количество фруктов, эквивалентное четырем стаканам сока. Их можно съедать за едой или в любое удобное для вас время. Если вы используете в качестве источника кислоты яблочный уксус, выпивайте его по 2 чайных ложки на стакан воды.
По моему мнению, рекомендуемое Джарвисом подкисление яблочным уксусом (2 чайные ложки яблочного уксуса на стакан воды) не дает нам должного подкисления. Необходимо утроить или, по крайней мере, удвоить рекомендуемую Джарвисом норму подкисления. Но еще проще отказаться от яблочного уксуса и пользоваться для подкисления крови только лимонной или молочной кислотами.
Так мы кратко познакомились и с водородными связями, и с их влиянием на наше здоровье. Тема эта очень обширна и интересна, но мне пришлось ограничиться самыми общими понятиями. Медицина с незапамятных времен пользуется методом, если можно его так назвать, ослабления водородных связей. Например, для растворения камней в почках применяются всевозможные вещества, которые ослабляют водородные связи в воде, содержащейся в крови, в результате чего увеличивается растворяющая способность воды и нерастворимые ранее камни начинают растворяться.
Известно также, что маломинерализованные воды легче усваиваются организмом, и объясняется это опять-таки тем, что они имеют немного меньшее поверхностное натяжение, чем соленые воды.
Легче усваивается организмом и теплая вода, и тоже по причине ослабления в такой воде водородных связей и увеличением в связи с этим ее текучести.
К слову сказать, и обработанная магнитным полем вода (так называемая магнитная вода) тоже приобретает особые свойства в результате ослабления в ней водородных связей (внешнее магнитное поле поворачивает диполи молекул воды в одну сторону, обрывая этим многие водородные связи). Например, строители говорят, что бетон, замешанный на обработанной магнитным полем воде процентов на 20 прочнее бетона, приготовленного на обычной воде. И объясняется это, по моему мнению, большей текучестью магнитной воды, она лучше смачивает все частицы и песка, и цемента, а поэтому более прочным становится получаемый на такой воде бетон, а это значит, что можно обходиться меньшим количеством цемента.
А энергетики говорят, что обработанная магнитным полем вода может при комнатной температуре растворять накипь в котлах. И здесь объяснение то же самое — ослабление водородных связей увеличивает растворяющую способность воды. Например, молекулы тяжелой дейтериевой воды образуют межмолекулярные дейтериевые связи, они прочнее водородных. И растворимость солей в тяжелой воде на 10 — 20 % ниже, чем в обычной. И вязкость тяжелой воды при 20°С в 1,23 раза больше вязкости обыкновенной (протиевой) воды. Поэтому тяжелая вода угнетает жизнедеятельность и растений, и животных.
И еще о магнитной воде. Освободившись от воздействия магнитного поля, молекулы воды очень быстро восстанавливают прерванные водородные связи и с этого момента полностью утрачиваются все необыкновенные свойства магнитной воды.
И в заключение этой главы хочу сказать, что подкисленная кровь не только способствует лучшему снабжению всех клеток организма кислородом, о чем говорилось во 2-ой главе, но и уменьшению вязкости крови, что также благоприятно для нашего здоровья.
И последний штрих о хунзакутской воде. Ее особые свойства заключаются, конечно, не в пониженном поверхностном натяжении, хотя это тоже важное качество, а в низком содержании в ней ионов кальция. А понижению поверхностного натяжения этой воды способствует растворенная в ней углекислота.
|
|
|
