Пи-вода: правда или вымысел?
К.х.н. О. В. Мосин
ПИ-ВОДА
История пи-воды.
В 1964 году профессором сельскохозяйственного факультета Университета Нагоя Акихиро Ямасито было обнаружено что если водная среда организма содержит очень малое количество солей железа (Fe2+ иFe3+), то такая вода очень благоприятна для организма и клеточного метаболизма. Он назвал её пи-водой.
В состав Пи-воды входят соли железа, которые очень эффективны в крайне малых количествах и кроме того (по данным А. Ямасито), способствуют формированию небольших кластеров воды. Соли железа создают вокруг своих ионов гидратные оболочки, образованные ориентированными диполями воды, что способствует формированию кластеров. По данным А. Ямасито эффекту пи-воды способствуют ионы железа в концентрации 0,000000000002 моль/л.
Благодаря этому эффекту, считает А. Ямасито, клетка приобретают способность к накоплению жизненных сил, и вместе с тем предотвращается обезвоживание клеток. Пи-вода улучшает работу клеточных мембран и замедляет процессы старения, повышает иммунитет, улучшает обмен веществ и т.д. и т.п. Однако, многие известные учёные считают пи-воду шарлатанством.
Кластерная модель воды и пи-вода
Сейчас наукой доказано, что Особенности физических свойств воды и многочисленные короткоживущие водородные связи между соседними атомами водорода и кислорода в молекуле воды создают благоприятные возможности для образования особых структур-ассоциатов (кластеров), способных воспринимать, хранить и передавать самую различную информацию.
Водородная связь намного слабее ковалентной связи, тем не менее играет очень важную роль во внутримежмолекулярных взаимодействиях. Водородные связи во многом обусловливают аномальные физические свойства воды. Например, если рассматривать воду как простую совокупность молекул Н2О, то оказывается, что её удельный вес должен составлять 1,84 г/см3, а температура её кипения будет равна 63,5°С. Но, как известно, при нормальной температуре и давлении удельный вес воды равен 1 г/см3, а кипит вода при 100°С. Исходя из этого, следует предположить, что внутри воды должны быть пустоты, где нет молекул Н2О, то есть воде присуща особая структура. Это принципиальное открытие было сделано английским физиком Берналом.
Отличительная черта водородной связи – сравнительно низкая прочность, ее энергия в 5–10 раз ниже, чем энергия химической связи. По энергии она занимает промежуточное положение между химическими связями и Ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, теми, что удерживают молекулы в твердой или жидкой фазе.
Поскольку каждая молекула воды имеет четыре центра образования водородной связи (две неподелённые электронные пары у атома кислорода и два атома водорода), то каждая молекула воды способна образовывать водородные связи с четырьмя молекулами воды, образуя ажурный сетчатый каркас в молекуле льда.
Рис. Каждая молекула воды способно образовывать водородные связи с четырьмя соседними молекулами
В кристаллической структуре льда каждая молекула участвует в 4 водородных связях, направленных к вершинам тетраэдра. В центре этого тетраэдра находится атом кислорода, в двух вершинах — по атому водорода, электроны которых задействованы в образовании ковалентной связи с кислородом. Две оставшиеся вершины занимают пары валентных электронов кислорода, которые не участвуют в образовании внутримолекулярных связей.
Рис. Водородные связи в кристаллической решётке льда
В отличие от льда, в жидкой воде водородные связи легко разрушаются и быстро восстанавливаются, что делает структуру воды исключительно изменчивой. Именно благодаря этим связям в отдельных микрообъемах воды непрерывно возникают своеобразные ассоциаты воды - её структурные элементы кластеры. Всё это приводит к неоднородности в структуре воды. Водородные связи в воде непрерывно образуются и рвутся, причем эти процессы протекают кооперативно в пределах короткоживущих групп молекул воды, названных “мерцающими кластерами”. Их время жизни оценивают в диапазоне от 10-10 до 10-11 с. Такое представление правдоподобно объясняет высокую степень подвижности жидкой воды и ее низкую вязкость. Считается, что благодаря именно таким свойствам вода служит одним из самых универсальных растворителей.
Рис. Модель мерцающих кластеров воды. На рисунке представлены как отдельные кластерно-ассоциативные структуры молекул воды, так и отдельные молекулы воды, не связанные водородными связями.
Таким образом, вода – это громадный полимер множества молекул воды, связанных друг с другом водородными связями. При комнатной температуре степень ассоциации X для воды составляет, по современным данным, от 3 до 6. Это означает, что формула воды не просто Н2О, а среднее между Н6О3 и Н12О6. Другими словами, вода - сложная жидкость, составленная из повторяющихся групп, содержащих от трех до шести одиночных молекул. Вследствие этого вода обладает аномальными значениями температуры замерзания и кипения. Если бы вода подчинялась общим правилам, она должна была замерзать при температуре порядка -100оС и закипать при температуре около +10оС. Если бы вода при испарении оставалась в виде Н6О3, Н8О4 или Н12О6, то водяной пар был бы намного тяжелее воздуха, в котором доминируют молекулы азота и кислорода. В этом случае поверхность всей Земли была бы покрыта вечным слоем тумана. Представить себе жизнь на такой планете практически невозможно.
В 1993 году американский химик Кен Джордан предложил свои варианты кластеров - устойчивых “ассоциатов воды”, которые состоят из 6 её молекул [Tsai & Jordan, 1993]. Эти кластеры могут объединяться друг с другом и со “свободными” молекулами воды за счет экспонированных на их поверхности водородных связей. Интересной особенностью этой модели является то, что из нее автоматически следует, что свободно растущие кристаллы воды, хорошо известные нам снежинки, должны обладать 6-лучевой симметрией.
В 2002 году группе д-ра Хэд-Гордона методом рентгеноструктурного анализа с помощью сверхмощного рентгеновского источника Advanced Light Source (ALS) удалось показать, что молекулы воды способны за счет водородных связей образовывать структуры - "истинные кирпичики" воды, представляющие собой топологические цепочки и кольца из множества молекул воды. Интерпретируя полученные экспериментальные данные, исследователи считают их довольно долгоживущими элементами структуры. В основном же вода – это совокупность беспорядочных полимеров и гипотетических «водяных кристаллов» (которые, как предполагаются существуют в талой воде), где количество связанных в водородные связи молекул может достигать сотен и даже тысяч единиц.
«Водяные кристаллы» могут иметь самую разную форму, как пространственную, так и двухмерную (в виде кольцевых структур). В основе же всего лежит тетраэдр. Именно такую форму имеет молекула воды. Группируясь, тетраэдры молекул воды образуют разнообразные пространственные и плоскостные структуры. И из всего многообразия структур в природе базовой является гексагональная (шестигранная) структура, когда шесть молекул воды (тетраэдров) объединяются в кольцо. Такой тип структуры характерен для льда, снега и талой воды.
Когда лёд плавится, его тетрагональная структура разрушается и образуется смесь кластеров, состоящая из три-, тетра-, пента-, и гексамеров воды и свободных молекул воды. Так что в жидкой воде происходит постоянное образование и разрыв водородных связей между отдельными молекулами а, следовательно, кластеры воды образуются и разрушаются вновь. Время жизни водородных связей составляет приблизительно 10-11 сек.
Структуры кластеров воды были доказаны теоретически и найдены различными методами - сегодняшняя вычислительная техника позволяет это сделать. В 1999 г. Станислав Зенин провёл совместно с Б. Полануэром (сейчас в США) исследование воды в ГНИИ генетики, которые дали интереснейшие результаты. Применив современные методы анализа - рефрактометрию, протонный резонанс и жидкостную хроматографию им удалось обнаружить ассоциаты молекул воды - кластеры.
Рис. Возможные кластеры воды
Объединяясь друг с другом, кластеры могут образовывать более сложные структуры:
Рис. Более сложные ассоциаты кластеров воды
Кластеры, содержащие в своём составе 20 молекул воды оказались более стабильными.
Рис. Формирование кластера из 20 молекулы воды.
Анализируя полученные данные С.В. Зенин предложил, что вода представляет собой иерархию правильных объемных структур "ассоциатов" (clathrates), в основе которых лежит кристаллоподобный "квант воды", состоящий из 57 ее молекул, которые взаимодействуют друг с другом за счет свободных водородных связей. При этом 57 молекул воды (квантов), образуют структуру, напоминающую тетраэдр. Тетраэдр в свою очередь состоит из 4 додекаэдров (правильных 12-гранников). 16 квантов образуют структурный элемент, состоящий из 912 молекул воды. Вода на 80% состоит из таких элементов, 15% - кванты-тетраэдры и 3% - классические молекулы Н2О. Таким образом, структура воды связана с так называемыми платоновыми телами (тетраэдр, додекаэдр), форма которых связана с золотой пропорцией.
Вода, состоящая из множества кластеров различных типов, образует иерархическую пространственную жидкокристаллическую структуру, которая может воспринимать и хранить большие объемы информации. В структуре кластеров закодирована информация о взаимодействиях, имевших место с данными молекулами воды. Порядковое число таких структур воды так же высоко, как и порядковое число кристаллов (структура с максимально высоким упорядочением, которую мы только знаем), потому их также называют «жидкими кристаллами» или «кристаллической водой».
Сторонники пи-воды идут дальше в своих рассуждениях и говорят, что пи-вода образует кластер, состоящий из пяти молекул воды, ссылаясь на данные ядерного магнитного резонанса на ядрах изотопа кислорода 17O. Вопрос об интерпретации спектров 17O -ЯМР остаётся открытым.
Параметры спектров 17O ядерного магнитного резонанса получены с рабочей частотой для ядер кислорода 55-65 Гц.
Кластер пи-воды из 5 молекул
Кластер гексагональной воды из 6 молекул
Сторонники пи-воды видят в ней некую пропорцию – золотое сечение, обозначаемое греческой буквой пи и равное 1,61803 (деление величины на части в таком отношении, при котором меньшая часть так относится к большей, как большая ко всей величине). Но все эти доводы о золотой пропорцией по меньшей мере ненаучны. Хотя и следует признать, что кластерная модель воды ещё недостаточно освящена в современной литературе, но значение воды, как информационного фактора, чрезвычайно велика и требует дальнейшего осмысления.
Физические и химические свойства пи-воды.
Энергия Пи-воды по эффекту Кирилиана (д-р И. Игнатов)
Вода из фильтра; Пи-вода; Питьевая вода
Пи-вода обладает более мелкой кластерной структурой.
Согласно расчётам пи-вода состоит из 5-и молекул воды с размерами кластера от 6 до 8 ангстрем в длину и от 0,8 до 1,9 ангстрем в ширину.
Низкое поверхностное натяжение.
Поверхностное натяжение - это степень сцепления молекул воды друг с другом. Единицей измерения является дин/см2. В обычной воде поверхностное натяжение составляет 72 дин/см2. Пи-вода характеризуется более низким поверхностным натяжением в пределах 40-50 дин/см2. Внеклеточная жидкости организма человека, так же имеет низкое поверхностное натяжение - 43 дин/см2. Чем меньше поверхностное натяжение воды, тем лучше она усваивается. Это свойство позволяет клеткам организма без дополнительных затрат усваивать воду для пополнения внеклеточного и внутриклеточного резерва. Исследования показывают, что увеличение затрат организма на усвоение питательных веществ и воды приводит к преждевременному старению и износу организма.
Значение показателя рН воды.
Распад молекул различных веществ в растворах называется электролитической диссоциацией. Часть молекул воды под влиянием слабого электричества также распадается на ионы, которые обозначаются Н+ (свободные водородные ионы) и ОН(гидроксильная группа). Когда концентрации тех и других становятся равными, вода приобретает нейтральную реакцию. В такой воде диссоциирует одна молекула на каждые 10 млн или одна на 107. Степень и берется за показатель кислотно-щелочного равновесия, обозначается рН (англ. power Hidrogen - сила водорода) и вычисляется как логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком. Шкала показателей рН представляет собой шкалу от 0 до 14, где рН воды находится посредине. Влево от него идут кислые воды, вправо - щелочные. Если уровень pH находится в пределах от 1,0до 6,9, то среда называется кислой, 7,0 - нейтральная среда, а при уровне pH от 7,1 до 14,0 среда является щелочной. рН воды - один из важнейших показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины рН может изменяться скорость протекания химических реакций, степень агрессивности воды и т.д. Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на органолептические и потребительские качества воды. Так, в речных водах рН обычно находится в пределах 6,5 - 8,5, в атмосферных осадках - 4,6 - 6,1, в болотах - 5,5 - 6,0, в морских водах - 7,9 - 8,3. Однако уровень pH оказывает сильное влияние на химические процессы происходящие в организме, а соответственно и на здоровье человека. Несбалансированный pH-фактор - это уровень pH, при котором среда организма становится слишком кислой или слишком щелочной на длительный промежуток времени. Увеличение дисбаланса pH-фактора плохо сказывается на организме человека в целом. Если уровень pH становится слишком низким (кислым) или слишком высоким (щелочным), то клетки организма отравляют сами себя своими токсичными выбросами и погибают.
Природная вода всегда имеет кислую реакцию (рН < 7) из-за того, что в ней растворен углекислый газ. У плазмы крови, величина рН составляет 7,35-7,4. Значение рН пи-воды находится в пределах 7,6-8,4.
Окислительно-восстановительный потенциал пи-воды (ОВП).
Окислительно-восстанавливающий потенциал воды (ОВП) – это способность воды вступать в биохимические реакции. Она определяется наличием свободных электронов. Величина Окислительно-восстановительного потенциала выражается в милливольтах (мВ). Это очень важный показатель для организма человека. Значение окислительно-восстановительного потенциала для каждой окислительно-восстановительной реакции может иметь как положительное, так и отрицательное значение. ОВП внутренней среды организма человека, измеренный на платиновом электроде относительно хлор серебряного электрода сравнения, в норме всегда меньше нуля, т.е. имеет отрицательные значения, которые обычно находятся в пределах -100 мВ. ОВП питьевой воды, измеренный таким же способом практически всегда больше нуля и обычно находится в пределах от +400 до +600 мВ. Пи-вода имеет ОВП от 50 до 100 мВ.
Значение ОВП воды из разных источников:
Пи-вода: 50-100 мВ
Вода полученная после обратно осмотического фильтра: 220-240 мВ
Вода полученная после многоступенчатого проточного водоочистителя: 180-220 мВ
Бутилированная минеральная вода: 160-220 мВ
Обычная водопроводная вода: 420-560 мВ
к.х.н. Мосин О.В.
Более подробно про пи-воду читайте на сайтах:
www.ibe-techno.com/e/piwater/piwater.html
www.piwater.net/
www.pi-water.com/new/en_water_DrPi_WhatIsPi.html