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菜农发表于 2006-10-29 07:20

[求助]请教一下全能的李大苗

<img src="attachments/dvbbs/2006-10/200610282335643350.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2006-10/200610282335643350.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />图是一个技术研讨会会场，本来这是为了开发无洗衣粉的洗衣机进行电解水的研制，请来了日本做电解水顶尖的专家，他号称他在电解水领域技术是全日本第一的，这个装置申请了专利，他的电解水的特别之处是只出碱性溶液，也就是阴极产生氢气，收集碱性溶液。阳极的酸性溶液被抑制，电解出来的碱性达到PH13.5，行业内最高，一般企业只能做到PH12.5，因此具有很强的洗涤能力。在洗衣机上使用这一技术，对产品的性能有较好的预期。会后，经这位专家介绍，产生PH13.5的溶液有广发的用途，可以用来做厨房洗涤剂，也可以用在半导体液晶产业的工业清洗，特点是环保、无毒、无磷，等等。还有，电解产生的酸性溶液可以用于消毒，十分环保。这样，用于洗衣机，这种方式当然有很大的方便价值，这种碱性溶液用于其他领域，到底有多大的工业价值，我就不清楚了，我的疑惑点是：电解水不过是用电离的方式产生氢氧化钠或其他氢氧化物，直接用碱原料制碱性溶液不更经济？如果李大苗能解答不胜感谢，如果其他高手能解答，无任欢迎。（另外，市场上宣传包医百病的电解水机，我们已经知道情况，这种机器，碱性在PH12以内。）

老实和尚 发表于 2006-10-29 08:55

我理解，去污是氢氧根离子起作用，图的是环保、无伤害，且因为少了清洗还省电。而如果是碱性原料制造出来，则除了氢氧根离子外还有钠等离子，这对去污没作用，你还得想办法把它们清洗掉。

李大苗 发表于 2006-10-29 09:11

碱性是HO的离子效应，电解水，将H离子从H2O中成氢气，也就是H2释放出来当然会在水中保持HO，也就是呈现碱性效果。这个技术里面，如果的确如日本专家所说，相信会有相当的技术诀窍。因为，通常来说，电解水究竟是形成“H2”和“O2”从两端释放氢气与氧气，还是比较有控制地更多形成“H2”（氢气）和“HO”，我以为，这才是其水的碱性程度最关键之处。“HO”有强烈的氧化作用，会从不稳定的有机物中夺取过来一个“H”，从而摧毁掉有机物的结构成分。我猜测，这就是为什么电解水的洗涤衣物的原理吧。“HO”的苛性极强，比如氢氧化钠，常口叫“火碱”，就是因其在溶解的时候产生碳酸氢钠和“HO”离子团，从而具有强烈的腐蚀破坏作用。问题是，无论是碳酸钠或者并非彻底稳定的碳酸氢钠，由于钠极溶于水，而且从活性来讲，只有钾可以将其替代，而且钾也是一个极溶于水的元素，所以废水中保持强烈的碱性。通常用加氯的方式使之成为氯化钠或氯化钾，也就是钠盐和钾盐。或者用更多的淡水来将其碱性兑减。即使如此，长年累月下去，土壤也会盐碱化，致使破坏掉环境。用碱来洗衣服，这是中国比较古老的方法。碳酸氢钠，俗称“小苏打”，就有比较弱的碱性，可以在溶解后与酸性物反应生成碳酸钠和二氧化碳。二氧化碳是气体，能从水中逃逸出来，故就有很好的清洗效果。而碳酸钠完全溶于水，永远离析着氢氧根，也就永远会有碱性，而其有很稳定，我们称之为“盐”。但碳酸钠或碳酸氢钠，在遇到氯或氯酸（盐酸），最终形成盐，并产生水（H2O）和碳酸气体。如果该技术为真，则意味着在水和衣物之外，并不需要添加其他任何洗涤性物质，其最终形成物中，也没有诸如钠、钾、磷之类的元素。鉴于污物更多的是有机物甚至碳水化合物，由HO与其反应，夺取其中的H和C（碳），最终形成的是稳定的H2O（水）和碳酸性有机盐，遇热后挥发成二氧化碳什么的。整理一下，氢氧化钠俗称是“烧碱”、“火碱”，碳酸氢钠俗称“小苏打”，碳酸钠俗称是“碱”，或者食用碱。顺便说，俺当年普通化学成绩可是全校第一。除了化学外，大学其他课程都是稀里糊涂，尤其数学就是靠着补考过兵斩将地。说起来，整个普通化学，只要把H和HO搞定了，大致也就没问题了，所以如今还依稀记得一些，当然，坦白地说，还是上网查了查，确保记忆的东西没有出差。结果，还是查出来不大准确，也就偷偷修改了一下。

psyzjs 发表于 2006-10-29 09:23

大苗漏掉了生物碱性,那和纯粹的物理化学碱性还不是一回事.强烈建议有关专家出面解释.还有,这个帖子里有必要对PH值的意义进行说明.小儿科那样的人只知道叫,我敢说对这样的科学帖子却没有叫的资格.[em03]

李大苗 发表于 2006-10-29 09:40

生物的碱性，其实也就是有机碱中的一部分，只是碱性体的结构非常复杂，且具有生物活性。如果不是试验环境的话，大规模采集或者培育生物碱性的东西，其价格会非常高。当然，若从环保的角度看，生物碱的东西会更环保，而且因其活性，会有意外的副产品收获。我对这个技术的看法是，菜农提及的高PH值效果，肯定会有非常好的洗涤作用。关键是电解水的条件，是否需要加入一些电解质，或者电解的电流电压控制，能保证生成更多的HO，而不是更多的氢气和氧气从正负电极分别逃逸。再一个问题是对水质的要求如何，不同纯度的水，其电解性是不同的。

菜农发表于 2006-10-29 16:55

大苗真是全能的，佩服佩服。电解水用于洗衣机的经济价值十分明显，它节约了客户反复加洗衣粉的劳动时间，对于整个社会的劳动时间具有节约意义。我要问的问题是电解水用于其他领域，是否有能量上或者劳动时间上的节约性。这是企业开发新产品的关键所在。设想，如果是火碱是电解方法制造的话，我们制取碱性溶液时，把火碱千里迢迢运过来，然后再花人力泡到水里，搅拌，这样制造出来的氢氧化钠溶液不如直接电解碱性水来得高效，如果这样的话，电解碱性水是有市场前景的。如果氢氧化钠有更经济的提取法，恐怕电解水再有环保好处，客户不会使用。我把帖子贴到这里来的目的，一个是想请教一些电化学知识，另一个是想论证一个新产品的经济性，这里隐含经济学原理，非常精彩。

菜农发表于 2006-10-29 17:43

<img src="attachments/dvbbs/2006-10/200610299293150610.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2006-10/200610299293150610.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />从网上查到了，火碱的工业制取法也是电解的，不过同时收集氯气，这样火碱的制取成本一半由氯气摊销。所以成本有一定的优势。但是目前制碱设备的效率、热能耗散，还有运输，还有中间交易费用的成本，到了客户那里还要配制，这样综合成本可能还是会比一步电解的水溶液高。这里需要计算。图中，右边的方法从简洁角度来看，似乎有效率的诱惑性，今后，凡是用火碱的地方都配备这样的装置，那很高效的。

介个套 发表于 2006-10-29 18:12

偶搞不懂的。1、H2O在不添加任何盐或者碱的前提下，要HO根单独大量存在，是无稽之谈！2、洗涤剂是靠碱根来达到洗涤效果的吗？我只知道酸碱都有腐蚀性，印象中好的洗涤与这些词更有关联：活性酶，中性/弱酸性。人的皮肤以及蛋白质是弱酸性的，中性以及弱酸性洗涤剂对皮肤以及蛋白纤维腐蚀少。3、所谓离子水机，我以为最大作用无非是将抱团的水分子打散，还原其原本的小分子状态。但我们平时接触的都是新鲜的水，水分子本来就不大！另外，离子水机推崇的“碱性水”，按我目前从水机的宣传所获知的知识，很怀疑其理论是拿来主义，从字面生套的！所谓“碱性水”理论，来源于人体的酸碱理论。即：肉等很多动物源性食物都是酸性的，醋、一些杂粮、蔬菜是碱性的。酸碱的利弊不说了，所谓酸碱平衡，关键是人体代谢之后，酸根和碱根的平衡，而不是食物本身的PH值得。即使水能靠水机变成“碱性水”，但这么微量的碱根能平衡我们的代谢吗？4、承认日本在电化方面的领先。最具代表的发展方向是燃料电池。咳，锂电池命不久矣（毕竟7成的锂资源都在中国）。

介个套 发表于 2006-10-29 18:15

贴一个搜来的文对电解水再认识电解水生成H2和O2，对一个高三学生来说并不陌生，但是对电解水只限于这种认识是远远不够的，我们将水这种极弱电解质与其他不同类型的电解质在电解池有机结合起来，才能深入了解电解水的过程中，阴阳极和整个溶液体系中产生的相关变化，这时我们才会发现电解水其实并不那么简单，其内容是相当丰富的，下面我们来分别进行分析：一、用惰性电极电解蒸馏水（如图）<shapetype id="_x0000_t75" stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" opreferrelative="t" ospt="75" coordsize="21600,21600"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path gradientshapeok="t"></path><lock aspectratio="t" vext="edit"></lock></shapetype><shape id="_x0000_s1027" oallowincell="f" type="#_x0000_t75" style="MARGIN-TOP: 7.8pt; Z-INDEX: 2; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 126pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 67.15pt; TEXT-ALIGN: left;"><imagedata otitle="" src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msoclip1/01/clip_image001.wmz"></imagedata><textbox style="mso-next-textbox: #_x0000_s1027;"></textbox><wrap type="square"></wrap></shape>电解时，阴极：4H＋＋4e=2 H2↑        阳极：4OH－－4e=2H2O＋O2↑<line id="_x0000_s1026" oallowincell="f" to="81pt,58.8pt" from="63pt,58.8pt" style="Z-INDEX: 1; LEFT: 0px; POSITION: absolute; TEXT-ALIGN: left;"></line> 根据以上电极反应不难发现，电解前溶液与电解后溶液PH值常温下均为7，但是电解过程中两极的PH值却出现了明显的酸碱变化    阴极PH值升高阳极PH值降低。二、用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐溶液1、活泼金属的含氧强酸盐溶液（如饱和硫酸钠溶液）电解饱和硫酸钠溶液的本质是电解水，两极变化与电解纯水相同，但是溶液中会析出芒硝晶体，如果将析出的晶体溶于消耗的水中，可以得到与原溶液浓度相同的饱和液，硫酸钠能增强溶液导电性。2、活泼金属的含氧弱酸盐溶液（如碳酸钠溶液、醋酸钠溶液）<shape id="_x0000_s1028" oallowincell="f" type="#_x0000_t75" style="MARGIN-TOP: 7.8pt; Z-INDEX: 3; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 9pt; WIDTH: 2in; POSITION: absolute; HEIGHT: 85.8pt; TEXT-ALIGN: left;"><imagedata otitle="" src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msoclip1/01/clip_image004.wmz"></imagedata><textbox style="mso-next-textbox: #_x0000_s1028;"></textbox><wrap type="square"></wrap></shape>  电解过程中阳极4OH－－4e=2H2O＋O2↑，余下H＋即可与CO32-结合，很快就可以生成CO2，阳极将是O2、CO2的混和气体，电解后溶液中将会产生一部分NaOH与Na2CO3混和。3、活泼金属的含氧弱酸酸式盐溶液（如NaHCO3溶液）    在电解过程中，由于H＋和OH－分别向阴、阳两极移动并放电，使得阳极上余下的H＋发生H＋+HCO3－= H2O＋CO2，放出CO2和O2气，阴极上余下的OH－与HCO3－也发生反应OH－+HCO3－= H2O＋CO32- ，所以此溶液的电解也使电解质溶液的组成发生了改变（Na2CO3 、NaHCO3）。4、电解活泼金属的含氧强酸酸式盐如NaHSO4溶液电解过程与电解Na2SO4溶液相似，不再阐述。三、惰性电极电解含氧酸  如：如H2SO4溶液和HAc溶液    在电解过程中，由于H2O量减少，浓度变大，①H2SO4溶液的PH值下降。    ②HAc溶液的PH值可能变大，也可能变小， 因为浓度愈大，电离度愈小。四、惰性电极电解强碱溶液    如NaOH溶液，由于其本质是电解水，故使NaOH溶液浓度变大，PH值升高，可以根据溶液的PH值变化，确定实际电解消耗了多少水。五、用活性电极电解纯水：<shape id="_x0000_s1029" oallowincell="f" type="#_x0000_t75" style="MARGIN-TOP: 15.6pt; Z-INDEX: 4; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 18pt; WIDTH: 108pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 83.15pt; TEXT-ALIGN: left;"><imagedata otitle="" src="file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msoclip1/01/clip_image006.wmz"></imagedata><textbox style="mso-next-textbox: #_x0000_s1029;"></textbox><wrap type="square"></wrap></shape>    通电后，阳极吸附的OH－放电能力不及Cu，故Cu－2e=Cu2+，观察到阳极溶液变兰；阴极上：2H＋＋2e= H2↑随着时间的推移，我们会发现在U形管下方出现圆形兰色固体物质，继续电解会出现圆环形兰色沉淀Cu(OH)2。启示：通过以上分析我们不难发现，上面几种物质的电解都与电解水直接相关，也正是由于电解水时，阴阳两极区域的酸碱度的变化，使问题变得更加复杂，故在理解某种物质电解时，不仅要掌握电解总反应式，更应根据阴、阳离子的放电顺序判定两极的反应和现象，以及所伴随的相应变化，只有这样才能真正理解电解的深刻含义，使知识掌握得更加扎实、有效。

小儿科 发表于 2006-10-29 19:21

“3、所谓离子水机，我以为最大作用无非是将抱团的水分子打散，还原其原本的小分子状态。但我们平时接触的都是新鲜的水，水分子本来就不大！另外，离子水机推崇的“碱性水”，按我目前从水机的宣传所获知的知识，很怀疑其理论是拿来主义，从字面生套的！所谓“碱性水”理论，来源于人体的酸碱理论。即：肉等很多动物源性食物都是酸性的，醋、一些杂粮、蔬菜是碱性的。酸碱的利弊不说了，所谓酸碱平衡，关键是人体代谢之后，酸根和碱根的平衡，而不是食物本身的PH值得。即使水能靠水机变成“碱性水”，但这么微量的碱根能平衡我们的代谢吗？”　　我看了一下，只有这一段才稍微着了道，其它人都是不学无术，胡扯一气，如果不懂，可以用谷歌搜呀，难道这个工夫也不愿意花？　　我在天年生物做过半年左右策划，更深入的东西还没有搞懂，天年生物有全国唯一一个研究水处理的博士后，似乎是复旦大学的，记不清了，据我知道的资料，其事实依据是：临床数据和实验数据，这方面我知道的有清华大学和南京大学的数据，其理论依据是一，正负离子说，二，水分子是以分子团的形式存在的，三，医学的微循环理论。　　转贴个中国农业大学原副校长李里特的文章，这个文章虽不是什么正经文章，是不是胡说我没有能力判断，大家自己判断好了，。<a href="http://www.vitop.com/main/Web/Article/2006/03/28/1516406011C19206.aspx">http://www.vitop.com/main/Web/Article/2006/03/28/1516406011C19206.aspx</a>　　但是我敢说，这种问题决不是这个论坛能说清楚的，甚至不是一般的科学家能说清楚的，不是这个研究领域的，根本就插不上话。

菜农发表于 2006-10-29 20:52

非常感谢各位的积极参与和发表很多真知灼见。各位的见解基本上是正确的，只怪我没有说清楚，这个帖子我主要目的是研究化学新产品对社会总效率是否提高（或者总熵减）。有几个细节没有交代清楚。海尔、三洋已经开发出的无洗衣粉洗衣机，不是用纯水电解成单OH根的碱性水，而是通过浓缩的电解质事先放在洗衣机里，如KLC，所以电解水实际上变成了KOH，OH跟对脂类污垢洗涤效果不错，但是对矿物油等污垢洗涤效果不好，总的说，碱性去污能力比表面活性剂或肥皂粉差一些。洗涤效果差一些，但是无洗衣粉的洗衣机有市场前景的原因是节约客户的劳动，另外但是K、Na污染不大，比磷好多了。在洗衣机上开发这个产品看起来是个商业秘密，但是实际上客户对第一代产品抱怀疑态度的，而且洗涤效果差了以后，有些客户还不一定选择，所以，第一个不一定赚钱，关键是谁的产品综合效率高，谁就可以赢得市场。这是其中一个话题。

菜农发表于 2006-10-29 20:58

第二个话题是：当电解水技术达到PH13.5浓度后，电解水机可以成为一个产品，替代使用火碱的厂家，这样总效率也高。另外，如果生产电解水的效率提高，单纯生产碱性的电解水成本低廉，那么通过各种添加剂改性，是否可以生产出厨房洗涤用品、各种工业洗涤用品、化妆品等。成为一个新产业。

菜农发表于 2006-10-29 21:02

第三个话题，关于用于饮用的离子水机，这里不作讨论，这个以前在市场上吹嘘成包医百病，这不可能。但是酸性消毒和碱性洗涤仍然有作用，现在连这点都没有人相信。

小儿科 发表于 2006-10-29 22:00

"第三个话题，关于用于饮用的离子水机，这里不作讨论，这个以前在市场上吹嘘成包医百病，这不可能。但是酸性消毒和碱性洗涤仍然有作用，现在连这点都没有人相信"  　什么三个话题四个话题的，分得可笑，还不是同一个原理？中国最早研究这个的是美菱，其次是天年科技，再其次是中脉等。海尔三洋，这些都是刚刚涉及这个领域的。　　包治百病的说法也太武断了，你在哪里看到过说包治百病的说法？我浏览到无数这方面的资料，还不没有见过一个说是包治百病的，也写过很多这方面的文章，也从来没有说过包治百病。销售人员有些没有把原理弄明白，有些出于市场行为宣传力度稍大，这也许是有，但是，说别人吹嘘包治百病，也把宣传的人看得太傻了。　　中国多少产业都让这些不懂装懂的人搞破了，懂了屁样一点，胆子立马就壮了，以为什么都懂，什么都敢判断，以为自己都掌握了真理。想禁就禁，禁开就开，以“善”的名义，除了等着这种人死掉，没有任何解决办法，

菜农发表于 2006-10-30 06:15

<div class="quote">以下是引用介个套在2006-10-29 10:12:00的发言： 偶搞不懂的。1、H2O在不添加任何盐或者碱的前提下，要HO根单独大量存在，是无稽之谈！可以单独存在，这样隔膜隔开的液体由于阴阳不平衡而带电，有些电池利用这个原理储存电荷。但是这里的洗涤剂不是为了制造电池，所以用金属离子平衡OH根，所以还是有钠和钾。2、洗涤剂是靠碱根来达到洗涤效果的吗？我只知道酸碱都有腐蚀性，印象中好的洗涤与这些词更有关联：活性酶，中性/弱酸性。人的皮肤以及蛋白质是弱酸性的，中性以及弱酸性洗涤剂对皮肤以及蛋白纤维腐蚀少。碱根洗涤有很长历史，老式肥皂是氢氧化钠和脂反应而得，溶于水后显碱性，但是，表面活性剂从发明后，洗涤大量使用表面活性剂，表面活性剂和油脂不起反应，只包围油脂表面使其脱离壁面。表面活性剂中性，可以加酸，也可以加碱。碱根除油时是化学反应的，是皂化、水解反应。3、所谓离子水机，我以为最大作用无非是将抱团的水分子打散，还原其原本的小分子状态。但我们平时接触的都是新鲜的水，水分子本来就不大！另外，离子水机推崇的“碱性水”，按我目前从水机的宣传所获知的知识，很怀疑其理论是拿来主义，从字面生套的！所谓“碱性水”理论，来源于人体的酸碱理论。即：肉等很多动物源性食物都是酸性的，醋、一些杂粮、蔬菜是碱性的。酸碱的利弊不说了，所谓酸碱平衡，关键是人体代谢之后，酸根和碱根的平衡，而不是食物本身的PH值得。即使水能靠水机变成“碱性水”，但这么微量的碱根能平衡我们的代谢吗？这是另外的话题。4、承认日本在电化方面的领先。最具代表的发展方向是燃料电池。咳，锂电池命不久矣（毕竟7成的锂资源都在中国）。燃料电池也可以说是电解的逆反应。</div>表面活性剂由于只是将油表面包围，没有反应，所以，对于厨房中积累很久的油烟，没有很强的去污力，而电解水立刻产生反应，形成白色的皂化物，容易清洁。 这确实是电解水的一个优点，我已经试验了，但是电解水对手有皱皮作用，如果没有验证推出市场，恐怕被投诉或者被告上法庭。

菜农发表于 2006-10-30 06:38

这里李大苗可能误认为没有金属离子OH单独存在，如果是这样，客户家的洗衣机变成一个大电容，会把客户电死的。实际上洗衣机里为了能电解，还是装了高浓度的KCl、NaCl，据说三洋的洗衣机还要客户放一勺盐，这显然很搞笑的，而海尔的反对者，说海尔造假，说电解液就是洗涤剂，实际上是骗客的。我确信李大苗对物质的生成焓和化学键能比较了解，而且懂经济，我需要的是技术经济可行性上的判断。如，钠在二氧化碳气体中反应生成碳酸钠，这种方法一点都没有经济意义。我到目前为止，我还对电解法的经济性没有确证，还没有找到电解碱性水的其他商业用途。

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