captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

“Ustrukturyzowana” woda rzekomo posiada odpowiednią strukturę, która czyni z niej wodę “żywą”. Aby ją uzyskać, wystarczy mieć “strukturyzator” wody, który kosztuje, bagatela, 2500 złotych. Czas rozprawić się z tym pseudonaukowym mitem.

Jako fizyka mit “ustrukturyzowanej” wody oburza mnie od dawna. Zanim jednak przejdę do obalenia go, powiem kilka słów w kwestii technicznej. W treści artykułu znajduje się interaktywna symulacja modeli cząsteczki wody (H2O) w jej dwóch stanach skupienia: ciekłym i stałym, czyli wody i lodu. Pozwoli ona na zilustrowanie poruszanych w artykule zagadnień i – mam nadzieję – także na jak najlepsze ich zrozumienie. Dołożyłem wszelkich starań, by prezentacja działała również na urządzeniach mobilnych, jednak wydajność niektórych z nich może być niewystarczająca, więc jeśli macie możliwość przeczytania artykułu na komputerze, to zdecydowanie to sugeruję (o ile nie użyjecie jakiegoś leciwego Internet Explorera).

Zamieszczone modele można dowolnie obracać, przesuwając w ich obszarze myszkę z wciśniętym przyciskiem (kółko zaś pozwala powiększać i pomniejszać model). Na urządzeniach mobilnych należy użyć odpowiednich gestów (dlatego gest przesuwania artykułu w obrębie symulacji nie działa i należy go użyć poza nim).

Co to jest strukturyzator?

Wracając do meritum. Czym jest wspomniany strukturyzator? I jakąż to strukturę nadaje on wodzie? Otóż z reklamy urządzenia można dowiedzieć się, że taką strukturę, “jaką daje niezaburzone pole magnetyczne Ziemi”. Albowiem:

“…Jak wiadomo, natężenie pola magnetycznego Ziemi gwałtownie spada, natomiast w niezwykle szybkim tempie wzrastają jego zaburzenia wynikające z silnych pól elektromagnetycznych generowanych przez różnego rodzaju urządzenia elektryczne […].
Z tego też powodu, strukturyzator wody wyposażony jest w specjalny impulsator pola magnetycznego, odpowiadającego dokładnie charakterystyce pola magnetycznego Ziemi. W celu uniknięcia wpływu dodatkowego pola elektromagnetycznego, impulsator zasilany jest z baterii prądu stałego, która nie wzbudza zmiennego pola elektromagnetycznego…”

Nie wiem jak wy, drodzy czytelnicy, ale ja tu nie widzę wyjaśnienia, czym jest ta tajemnicza “struktura wody”. Jeśli jednak zorientujemy się, że ów strukturyzator oferuje pierwszy szaman Rzeczpospolitej, który w licznych wideo promuje się na YouTube, to z jednego z takich materiałów promocyjnych (od 19:54) można dowiedzieć się, że:

“…Naukowcy zajmujący się tym tematem stwierdzili ponad wszelką wątpliwość, że woda, która występuje w naszym organizmie, musi koniecznie mieć odpowiednią strukturę, tzw. strukturę heksagonalną, a więc jej cząsteczki muszą być w pewien sposób poukładane…”

Bingo! Nareszcie! Teraz już wszystko jest jasne – woda musi mieć strukturę heksagonalną, czyli jej cząsteczki powinny być ułożone w … sześciokąt. O właśnie tak:

Cztery reprezentacje struktury wody

Pobawmy się modelem wody

Zaraz zobaczycie, że struktura wody jest niezwykle dynamiczna, co wynika po prostu z własności fizycznych tej substancji.

Przykłady? Proszę bardzo. Na powyższej grafice przedstawionych zostało sześć cząsteczek wody ułożonych w sześciokąt. Przedstawiono je w czterech reprezentacjach:

1) W postaci dużych atomów (jest to dość popularny model wody, bliski rzeczywistemu układowi atomów wodoru – białe kule i tlenu – czerwona kula)

2) W postaci małych atomów, pomiędzy którymi znajdują się połączenia reprezentujące wiązania kowalencyjne, dzięki którym cząsteczka wody istnieje (atomy trzymają się razem)

3) Kolejna reprezentacja różni się do poprzedniej jedynie tym, że dodatkowo uzupełniono ją o (zaznaczone błękitnymi, przerywanymi liniami) wiązania wodorowe, czyli dodatkowe oddziaływania, jakie występują pomiędzy atomem tlenu jednej cząsteczki, a atomem (lub atomami) wodoru z innej

4) Ostatnia reprezentacja to cząsteczki wody w postaci uproszczonej – jako czerwone kule i spajające je w heksagon (zielone) wiązania wodorowe.

Wszystkie te reprezentacje można obejrzeć sobie z każdej strony (dowolnie nimi obracając) na wspomnianej i umieszczonej poniżej symulacji. W tym celu należy wybrać 6 cząsteczek dla lodu (tak, lodu, a dlaczego lodu, a nie wody, wyjaśni się dalej). Dodatkowo warto od razu obejrzeć sobie, jak takie heksagony łączą się ze sobą w struktury trójwymiarowe (wybrać 12 cząsteczek) oraz jak kilka heksagonów łączy się ze sobą w jednej płaszczyźnie (24 cząsteczki).

Każdy z tych kilkunastu- i kilkudziesięciu-cząsteczkowych modeli najciekawiej moim zdaniem wygląda w układzie “małych atomów” i przy włączonych wiązaniach wodorowych. Na koniec można porównać sobie model przestrzenny lodu (wybrać 96 cząsteczek) z modelem wody.

Stan skupienia:
woda
lód (cząstek:)
atomy:

Pokaż wiązania wodorowe,
kiedy odległość wodoru od tlenu jest poniżej angstremów.

Na modelu wody wyraźnie widać, że jej stopień uporządkowania, w porównaniu z lodem, jest zdecydowanie gorszy. Całość wygląda chaotycznie. Co ciekawe, nie wszędzie widać wiązania wodorowe, co wynika z różnej długości tychże wiązań w wodzie i użytego filtra symulacji dopuszczającego tylko takie poniżej ustalonej długości (filtr można modyfikować).

Na różnice w długościach wiązań wpływ mają temperatura i ciśnienie, np. wyższa temperatura powoduje wyższą energię kinetyczną cząstek wody (czyli energię ich ruchu, np. drgań), a to z kolei powoduje, że energii wiązań wodorowych przeciwstawiana jest większa energia, niż ma to miejsce w przypadku lodu. Zatem może dochodzić do większego wzajemnego oddalenia się niektórych cząstek wody od siebie i to nawet na taką odległość, że wiązanie wodorowe zostanie zerwane (a uwolniona cząsteczka wody zwiąże się wiązaniem wodorowy z inną cząsteczką, będącą bliżej niej).

Takie zachowanie wydaje się logiczne, wszak w pewnym momencie (czyli przy 100℃) woda zamienia się w parę, czyli jej cząsteczki zaczynają być całkowicie swobodne, a więc nie wchodzą w interakcje z innymi cząsteczkami wody (ich energia kinetyczna jest o wiele większa niż energia wiązań wodorowych mogących powiązać cząsteczki).

Opisane właśnie zachowanie się cząsteczek wody w stanie ciekłym oraz wiązań wodorowych pomiędzy nimi można prześledzić na poniższym wideo (ciągłe dynamiczne tworzenie wiązań wodorowych i nieustanny ruch cząsteczek wody):

Dodatkowo należy zdawać sobie sprawę, że wiązania wodorowe mogą być niszczone także w inny sposób. Wystarczy, że w pobliżu jednej cząsteczki wody pojawi się druga cząstka, ale dysponująca wolnym wodorem (czyli takim niezwiązanym wiązaniem wodorowym z inną cząstką).

Kiedy zbliży się ona wystarczająco do tlenu pierwszej cząsteczki, który posiada już wiązanie wodorowe z innym wodorem, to wówczas może ona “przejąć” to wiązanie, tj. tlen zwiąże się z jej wodorem, kosztem obecnego wiązania z dotychczasową cząstką (ta zaś, z racji posiadania wolnego wodoru, może za chwilę związać się z inną cząsteczką). Jest to tzw. zjawisko rozszczepiania wiązania wodorowego i wygląda mniej więcej tak:

Zjawisko rozszczepiania wiązania wodorowego

Zjawisko rozszczepiania wiązania wodorowego

Taka wymiana wiązań wodorowych może mieć miejsce także z innych powodów, np. z powodu swobodnej dystrybucji elektronu (wywoływanej chociażby lokalnym promieniowaniem elektromagnetycznym) i jonu wodoru (czyli de facto protonu). Oznacza to, że zrywane są wiązania kowalencyjne w jednej cząsteczce wody (cząstka się rozpada), na jego miejscu pojawia się wiązanie wodorowe, a jednocześnie istniejące dotychczas wiązanie wodorowe ustępuje miejsca wiązaniu kowalencyjnemu (powstaje nowa cząstka). Proces ten wygląda mniej więcej tak:

Zamiana wiązań kowalencyjnych z wodorowymi

Zamiana wiązań kowalencyjnych z wodorowymi

Woda nie da się trwale uporządkować

Dlaczego o tym piszę? Otóż chodzi o pokazanie, że struktura wody jest dynamiczna. Raz ustanowione wiązania wodorowe nie są dane na stałe – z wodą ciągle coś się dzieje.

I teraz proszę to odnieść do stwierdzenia, że jakieś urządzenie, nazwane chwytliwie “strukturyzatorem”, jest w stanie sprawić, że ta struktura się “uporządkuje”. Co więcej, pozostanie uporządkowana na długi czas. To przecież kompletnie niedorzeczne. Nawet gdyby pod wpływem pola magnetycznego cząstki wody ułożyły się w wystarczająco gęstą siatkę sześciokątów, tak by pomiędzy nimi zaistniały wiązania wodorowe, to przecież po zniknięciu tegoż pola (chociażby w momencie, gdy woda opuści strukturyzator, by trafić do szklanki), w wodzie wciąż będą występować wymienione wyżej zjawiska. Nie ma więc szans, by nadana wodzie struktura przetrwała.

A co z polem magnetycznym?

W tym momencie dotarliśmy w naszych rozważaniach do kluczowej kwestii: czy stałe pole magnetyczne jest w stanie poukładać wodę w oczekiwany sposób (wpłynąć na strukturę wody)? Na potrzeby analizy załóżmy, że tak. Woda jest diamagnetykiem, więc w przypadku pola magnetycznego będzie mu przeciwdziałała. Zróbmy więc kolejne założenie tj., że zostanie wykorzystane właśnie owo przeciwdziałanie. Tu jednak pojawia się kolejny problem – przecież pole strukturyzatora jest polem stałym, ma zatem stały kierunek. Jak więc ma poukładać w sześciokąt cząsteczki wody, skoro wszystkie, co do jednej (zgodnie z właśnie przyjętymi założeniami) powinny mu dokładnie tak samo przeciwdziałać?

Przecież z tego rozumowania płynie wręcz przeciwny wniosek. Struktura wody powinna zostać zniszczona, ponieważ wszystkie cząstki powinny ustawić się w jednorodnym polu magnetycznym dokładnie tak samo (ot chociażby jak na poniższej grafice – choć akurat takie właśnie ustawienie względem sił pola to moja spekulacja).

Spekulatywny model ułożenia cząsteczek wody w stałym polu magnetycznym

Spekulatywny model ułożenia cząsteczek wody w stałym polu magnetycznym

To jednak nie koniec problemów ze strukturyzatorem. Z zacytowanego na początku opisu wynika, że zastosowany w nim impulsator pola magnetycznego ma parametry odpowiadające charakterystyce pola magnetycznego Ziemi. Czym zatem różni się jego działanie od tegoż – istniejącego przecież cały czas – pola?

Niemniej załóżmy (po raz kolejny), że strukturyzator coś tam jednak dokłada od siebie, np. podwaja wartość pola magnetycznego Ziemi, dodając do niego wartość swojego pola. Rzecz w tym, że pole magnetyczne Ziemi ma wartość 0,05 mT (mili Tesli), czyli daje to razem 0,1mT. Natomiast zgodnie z badaniami wpływu pola magnetycznego na wodę [1], dopiero pola o wartości 160-530 mT (0,16-0,53 T) są w stanie wywołać jakieś efekty w wodzie. I są to efekty przeciwne do sugerowanych w przypadku strukturyzatora – następuje obniżenie wytrzymałości wiązania wodorowego, czyli strukturę łatwiej rozerwać, a nie zbudować (pomijając już – poruszoną wcześniej – konieczność zbudowania struktury na tyle trwale, by zachować ją aż do momentu wchłonięcia przez komórki człowieka).

Szwajcarska ściema

Jako wisienkę na tym heksagonalnym torcie dodam użycie słowa “impulsator” w kontekście wytwarzania pola magnetycznego. Urządzenie takie – zgodnie z nadaną mu nazwą – powinno generować pole magnetyczne w postaci impulsów, a to stoi w sprzeczności z zapewnieniami, że jest to pole stałe (takie jak pole Ziemi). Dystrybutor strukturyzatora w materiałach promocyjnych przeczy zatem sam sobie. Albo pole stałe (np. z elektromagnesu zasilanego prądem stałym), albo impulsator (i pole magnetyczne zmienne, bo raz ono jest – gdy mamy impuls – a raz go nie ma).

Na zakończenie warto przywołać – szczególnie w kontekście podanych tutaj faktów – jeszcze jeden bardzo istotny cytat z materiałów promocyjnych strukturyzatora:

“…badania wody ze strukturyzatora Visanto, jakie przeprowadzono w laboratorium w Szwajcarii, wykazały, że otrzymywana woda jest ustrukturyzowana…”

No ale jak to tak, drodzy Szwajcarzy?! Gdzież się podziała wasza słynna szwajcarska precyzja? Jak mogliście stwierdzić, że woda jest ustrukturyzowana? Czy zbadaliście ją także przed poddaniem wpływu strukturyzatora? A może badaliście strukturę wody jedynie post factum, dokonując jej szybkiego zamrożenia? W takim razie mam dla was informację, od której zmrożą się, a właściwie (bo to określenie bardziej na miejscu) zziębną wam serca – w rzeczywistości badaliście strukturę lodu.

To był lód, to był lód, cóż że wodą był on wprzód.

A tak naprawdę, moi czytelnicy, nie było żadnych Szwajcarów i laboratorium w Szwajcarii. Jedynie ta tzw. teoria na temat strukturyzowania wody jest dziurawa jak ser szwajcarski.

Bibliografia

  1. R. Cai, H. Yang, J. He, W. Zhu, The effects of magnetic fields on water molecular hydrogen bonds, Journal of Molecular Structure, 938 (2009) 15-19.

Pochodzenie danych użytych w animacji cząsteczki H20

  1. Autorem modelu cząsteczki wody jest Dr. Michael F. Bruist z University of the Sciences in Philadelphia, USA.
  2. Model cząsteczki lodu (96 cząsteczek) powstał przez zredukowanie oryginalnego modelu (ICES-hex.pdb) opracowanego w Theoretical and Computational Biophysics Group, Water Case Study (© by the University of Illinois at Urbana-Champaign, USA).

Animację zrealizowano przy użyciu biblioteki JSMol.

Struktura wody – czy coś takiego w ogóle istnieje?
4 (79.13%) 23 głosów

Czego u nas szukaliście?

Nie ma więcej wpisów