Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения и определения содержания коллоидных ионов серебра при электролитическом получении раствора

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к ионометрии, и может найти применение при определении концентрации ионов серебра в растворе без использования ионометра.

Известны способы получения коллоидных ионов серебра путем пропускания постоянного тока через серебряные электроды, погруженные в воду, при этом определение концентрации ионов серебра производят с помощью ионометра.

Недостатком является невозможность определения концентрации при получении коллоидных и ионных растворов в промышленном объеме.

Известен способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде (SU №1081517, МПК G01N 27/30, опубл. 23.04.1984 г.).

Известен способ получения и определения содержания ионов серебра с помощью прибора «Георгий». Использование прибора «Георгий» основано на пропускании постоянного тока через серебряный электрод (анод), который, растворяясь, в процессе электролиза насыщает воду коллоидными ионами серебра. В приборе «Георгий» смонтирован ионометр для определения концентрации коллоидных ионов серебра в диапазоне 1-5 мг/л. Но прибор «Георгий» не обеспечивает получения коллоидных ионов серебра в промышленном объеме в концентрированном виде (концентрате), что удобно при транспортировке на животноводческие комплексы, бассейны и другие бытовые объекты.

Недостатком является ограниченная возможность использования ионометра для определения высоких концентраций ионов серебра.

Аналогичные недостатки существуют при получении живой и мертвой воды. Следует отметить, что срок применения живой и мертвой воды ограничен от нескольких часов до 3-5 суток при резко щелочной или кислой реакции, а существующие устройства обеспечивают получение живой или мертвой воды в ограниченном объеме 150-200 мл.

При получении в промышленном объеме серебряной и особенно живой и мертвой воды отсутствуют возможности, устройства определения концентрации, содержания ионов металлов, перешедших в раствор.

Антибактериальные свойства коллоидных ионов серебра обусловлены нарушением транспорта кислорода внутри клетки, накоплением продуктов перекисного окисления и повреждением молекул нуклеиновых кислот за счет блокирования дисульфидных связей. В гуманной медицине коллоидные ионы серебра используются в концентрации 5-10 мг/л при острых, хронических, ожоговых поражениях кожи, стоматите, мокнущей экземе, дерматите. Препараты, именуемые проторгол, колларгол, азотнокислое серебро (Мозгов И.Е., Фармакология, М., 1979, с.283-291), используются в гуманной и ветеринарной медицине более 100 лет, однако указанные препараты содержат частицы серебра в неионизированном состоянии.

Технической задачей изобретения является получение коллоидных ионов серебра в промышленном масштабе (до 200 л и более) с содержанием 5 мг/л за 30-60 минут и определение концентрации ионов без ионометра.

Технический результат достигается тем, что проводят получение коллоидных ионов серебра с помощью устройства, состоящего из объемного серебряного электрода (Ag+), источника постоянного тока, отрицательной клеммы из нержавеющей стали и емкости с дистиллированной водой. Появление над серебряным электродом белого образования свидетельствует о начале процесса электролиза. По разнице массы серебряного электрода до и после электролиза устанавливают концентрацию коллоидных ионов серебра в растворе. При этом использование стандарта мутности исключается из-за ошибочности визуального определения. Для уточнения расходования серебряного электрода при электролизе используют метод определения концентрации ионов серебра, перешедших в раствор путем расфасовки коллоидного раствора ионов серебра в фарфоровые тигли по 1,0, 10,0, 50,0 и 100,0 мл с последующим высушиванием при 60°С до постоянной массы.

Результаты получения и определения содержания коллоидных ионов серебра представлены в примерах.

Пример 1

Осуществляют получение коллоидных ионов серебра с помощью прибора «Георгий» путем погружения серебряного стержня в стакан воды с объемом 50 мл. После двукратного включения за 20 минут по данным ионометра прибора поступило 0,05 мкг/мл ионов серебра. В целом это максимальные возможности прибора «Георгий» и соответственно ограничено объемом раствора 50 мл.

Пример 2

Для проведения электролиза использовали объемный серебряный электрод типа серебряной ложки или вилки погружали в 1 л дистиллированной воды с последующим пропусканием постоянного тока от аккумулятора. Практически за 30 мин электролиза 1 л раствора дистиллированной воды приобретает белый коллоидный цвет. Путем взвешивания серебряного электрода до и после электролиза определяют по разнице массы электрода количество ионов серебра, поступившее в раствор.

В среднем уменьшение массы серебряного электрода после пропускания постоянного тока в течение 30 мин составило 1 г. В пересчете на 1 л концентрация ионов серебра составила 1000 мг/л. Это практически является концентратом коллоидных ионов серебра.

Предложенный способ определения содержания ионов серебра по весовой разнице массы серебряного электрода до и после электролиза позволяет определять с достаточной точностью концентрацию ионов серебра без применения ионометра.

В среднем за 30-40 мин электролиза постоянным током уменьшение массы серебряного электрода за счет выделения ионов серебра в раствор составляло 1 г или 1000 мг/л. Это в принципе обеспечивает получение концентрированного раствора ионов серебра. Для получения более низкой концентрации раствора, например для применения при обработке гнойных ран, выпаивании телят, поросят, птицы, раствор доводят до нормативной концентрации 5-10 мг/л, т.е. концентрат ионов серебра необходимо разбавить водой в 100-200 раз, что позволяет получать из 1 л концентрата ионов серебра 100-200 л раствора.

Следует заметить, что показания существующих ионометров имеют значительные расхождения и практически не могут быть использованы для количественного определения содержания ионов серебра в концентрированном растворе, т.е. их рабочий диапазон ограничен определением ионов серебра в пределах 1-5 мг/л. В целом, продолжительность обогащения воды ионами серебра путем электролиза зависит от ее назначения. Условно различают три вида насыщения: слабое, среднее и сильное.

Для уточнения расходования серебряного электрода при электролизе был использован метод определения концентрации ионов серебра, перешедших в раствор путем расфасовки коллоидного раствора ионов серебра в фарфоровые тигли по 1,0, 10,0, 50,0 и 100,0 мл с последующим высушиванием при 60°С до постоянной массы.

Полученные результаты представлены в таблице 1.

Из полученных данных следует, что сухая масса ионов серебра после высушивания при 60°С в фарфоровых тиглях соответствует расчетному показателю поступления коллоидных ионов серебра в 1 л дистиллированной воды после электролиза постоянным током объемного серебряного электрода.

Полученные результаты определения концентрации коллоидных ионов серебра с помощью уменьшения массы серебряного электрода после электролиза и определения весовой массы ионов серебра после высушивания раствора ионов серебра в фарфоровых тиглях позволяют исключить использование ионометра. При этом следует учитывать, что существующие ионометры не позволяют определять концентрацию ионов серебра, находящихся в коллоидном состоянии.

Заявляемый способ получения и определения концентрации коллоидных ионов серебра позволяет оперативно точно изготавливать экспериментальные антибиотики, растворы, мази, крем-эмульсии без антибиотиков с определенным содержанием коллоидных ионов серебра.