Fehlt einem Orbital an der Besetzung ein Elektron, dann kann dieses von einem geeigneten Ele­ment beschafft wer­den. Beim Sauerstoff mit zwei halb besetzten p-Orbitalen kann diese Rolle z.B. vom Wasserstoff übernommen wer­den. Die Annäherung der Wasserstof­fatome an das Sauer­stoffatom muß in Achsenrichtung er­folgen.

Nach dem Einfangen und der Bindung des Wasserstoffs an die beiden halb besetzten p-Orbita­le schrumpfen die jenseits des Koordinatenursprungs gelegenen Halborbitale py und pz zu Re­storbitalen zusammen. Ihre volle Größe büßen sie ein, weil sich die Aufenthaltswahrscheinlich­keit ihrer Elek­tronen zu der Seite hin verlagert, auf der sich die Wasserstoffatome befinden.B­liebe dieser Zustand erhalten, dann müßte der zwischen den Wasserstoffatomen und dem Sau­erstoffatom liegende Bindungswinkel 90° groß sein. Mecke fand jedoch einen um 14,31° grö­ßeren Winkel. Das Auseinanderklappen der Schenkel besorgen die sich gegenseitig abstoßen­den Was­serstoffkerne.

Eine ähnliche Klappung erfährt auch der gestreckte Winkel zwischen den beiden von An­fang an voll besetzten Orbitalen auf der x-Achse, er schrumpft von 180° auf einen eben­falls nur we­nig über 100° liegenden Wert zusammen. Ursächlich ausgelöst wird diese Verkleinerung durch die größere Elektronegativität des Sauerstoffs gegenüber dem Was­serstoff (3,5 zu 2,1). Der Sauerstoff zieht die Bindungselektronen näher zu sich heran, wo­durch er "negativiert" wird und die x-Achsen - Or­bitale eine Schrägstellung erfahren. Der Negati­vierung des Sauerstoffs steht eine leichte Positivierung des Was­serstoffs ge­genüber. Da die Ladungsschwerpunkte der Parti­alladungen infolge der Molekülwinke­lung nicht zu­sammenfallen, ist das Wassermolekül ein Dipol, dessen Dipolmoment den Wert 1,8 * 10¹⁸ elektrosta­tische Einheiten * cm oder 1.8 De­bye hat (12).

Das Molekülvolumen des Wassers und seine Wirksphäre.

Nach Stieger ist es zulässig, die Bindungslängen in Verbindungen zur Berechnung der Atomra­dien zu verwenden, wenn der polare Charakter, der sich im Dipolmoment zeigt, nicht erheblich ist (30). Den Atomradius erkennt er somit als eine von Vereinbarungen abhängige Größe. In Sonderfällen kann der Atomradius spiegelbildliche Verschiedenheiten aufweisen, für die rech­nerisch ein Ausgleich gefunden werden muß. Im Übergangsbereich läßt er sich durch die De­formationskrümmung darstellen. In diesem Bereich folgt die Krümmung einer Spirale. Weil die Deformation beim Sauerstoffatom im Wassermolekül nicht erheblich ist, braucht sie bei der Berechnung des Atomvolumens nicht berücksichtigt zu werden. Beachtet werden muß aber die Orbitalüberlappung der Wasserstofforbitale mit den p-Orbitalen des Sauerstoffs. Stieger gibt für das Wassermolekül folgende Atomradien an: Sauerstoff 0,661, Wasserstoff 0,3 A°(22). Das Volumen des Wassermo­leküls ist die Summe der Volumina des Sauerstoffatoms und der Halb­volumina der Wasser­stoffatome. Es berechnet sich nach der Formel:

VH₂O - Molekel = V / Sauerstoffatom + 2 V 1/2 Wasserstoffatom

Setzt man die Werte in die Formel ein, dann erhält man für das Volumen des Wassermole­küls 1,3166899 * 10^-24 cm³. Das ist etwa 1 1/3 quatrillionstel Kubikzentimeter.

Da ein Gramm - Mol Wasser nach den Berechnungen von Loschmidt 6,023 * 10²³ Wassermo­leküle enthält, würden alle Wassermoleküle theoretisch nur ein Volumen von 0,79304232 cm³ einnehmen, wenn man sie lückenfrei zusammenpacken könnte. In Wirklichkeit beanspruchen die Was­sermoleküle in einem Gramm-Mol Wasser aber 18,01447 cm³ bei der Temperatur des gefrierenden Wassers. Mit diesem Volumen läßt sich unter Verwendung der Loschmidtschen Zahl der Wirkraum des Wassermoleküls errechnen. Er liegt bei 29,909463 * 10^-24 cm³. Das Wirkvolumen des Wassermole­küls ist demnach 22,716783 mal so groß wie sein Molekülvolu­men. Das bedeutet, daß im Wasser viel leerer Raum vorhanden ist. Jedes Molekül besetzt somit eine Wasserzelle oder Wasserpore, die man sich von Wänden umschlossen denken kann. Zur Gestalt der Wasserporen, die auch im festen Aggregatzustand auftreten, sind von verschiede­nen Wissenschaftlern Überlegungen angestellt wor­den. Einer der bekanntesten unter Ihnen war Jo­hannes Kepler (15). Denkt man sich die Wasserporen als Kugeln, dann müßte man ihnen einen Radius von 1.92596 *10^-8 cm zuweisen. Würfeln müßte man eine Kantenlänge von 3,104103 * 10^-8 cm geben.

Freiräume in der Flüssigkeit Wasser und in Lösungen.

Moleküleigenvolumen des Wasser­moleküls ca. 1 1/3 Quadrillionstel ccm. Wenn es um die Be­weglichkeit von Wassermole­külen im flüssigen Aggregatzustand geht, wird meistens die Vor­stellung vertreten, es herr­sche aller größte Enge, das heißt es wird angenommen, daß die Mole­küle so dicht beiei­nander liegen wie Erbsen in einem Sammelbehälter. Daß dem aber nicht so ist, wird dem Beobachter erst klar, wenn er sich der Mühe unterzieht, das Molekülvolumen zu berech­nen. Bei der Berechnung ergeben sich die oben vorangestellten Zahlen (Stieger u. a.)

In Eis, also im festen Aggregatzustand, ist der Elementarraum, den man Elementarzelle nennen sollte, sogar noch 10% größer, woraus sich die merkwürdige Tatsache erklärt, daß bei Abküh­lung eine Ausdehnung stattfindet (Wasseranomalie) trotz unverändertem Molekülvolumen.

Über diesen Sachverhalt kann man nicht hinwegsehen, wenn man sich in der Wasserphysik und der Wasserchemie in den Bereich der Molekülgrößen begibt. Zur Veranschaulichung führe man sich die folgende Skizze mit aller Deutlichkeit vor Augen.

Der Einfachheit halber sind die Elementarzellen als Kugeln dargestellt worden (nach Berech­nung Quadratisch) und ebenso das zentral darin gelegene Wassermolekül. Dank seiner Beweg­lichkeit kann es im Wechsel mit Nachbarmolekülen von Elementarzelle zu Elementarzelle ei­len, wobei die Verteilung über den Gesamtraum bestehen bleibt, wenn man die Durchschnitts­werte zugrundelegt, dabei sind Zusammenstöße unvermeidlich.

Leitet man in das Wasser Fremdionen ein, gleichgültig in welcher Art und in welchem Um­fang, dann liegt das Elementarzellvolumen mehr oder weniger weit über dem für Wasser genann­ten Zahlen­wert. Je nach der Kompaktheit der Hydrationshülle kommen 6-, 8- und sogar 10mal größere Volumina in Frage. Unter diesen Umstän­den steht den Ionen entsprechend viel Bewe­gungsspielraum für die Aufnahme von Be­schleunigungsenergie zur Verfügung, seien es nun Energien für die Erhöhung der Linear- oder Rotationsbewegungen, die die Ionen im Kraft­feld ausführen. Das bedeutet daß im Magnetfeld der magnetischen Wasseraufbereitungsvor­richtung genügend Platz für beschleunigte Translationsbewegungen, aber auch für die rasch in Gang kommenden und ablaufenden Rotationsbewegungen im Wasser vorhanden ist. Die in ei­nem anderen Zusammenhang beschriebene Protonenabgabe (Ladungsträgertrennung) ist unter diesen Umständen leicht möglich, woraus sich die Wirkungsweise des Gerätes leicht verständ­lich machen läßt.

Es wird in diesem Zusammenhang vor allem auf die bei der Firma IBM erlangten Forschungs­ergebnisse hingewiesen, wobei Schichtungen im Wasser an Silber-Reinkristallen, die im Schwachfeldbereich (ca. 0,5 Volt) nachgewiesen werden konnten und einen Ein­blick in bis da­hin un­bekannte Detailvorgänge lieferten. Auf Hydrogencarbonationen bezo­gen heißt das, daß sie energetisch aufgeladen und rotationsbedingt bei Zu­sammenstößen Protonen verlieren kön­nen und dann als Carbonation vor­liegen, die sofort Anlaß zur Kris­talisation geben.

Zum Phänomen der höheren Beweglichkeit von Teilchen in sogenannten Elementarzellen gibt es bei der Ziehung der Lottozahlen, also in einem ganz anderen Zusammenhang, ein jedermann zugängliches und vertrautes Modellbild. Solange die Kugeln ruhen, beanspruchen sie nichts weiter als ihr Eigenvolumen, sobald sie aber in Bewegung versetzt werden, beanspruchen sie einen Bewegungsfreiraum, der weit über ihren Eigenvolumen liegt. Dieses Bild sollte man im Auge haben, wenn man den oben beschriebenen Sachverhalt konkret anschaulich vor sich se­hen will.

Das Reinstoffproblem beim Wasser oder das hydromolekulare Paradoxon.

Bevor man zu klären versucht, wie sich unerwünschte Begleitstoffe aus dem Wasser ent­fernen lassen, muß man die Frage beantworten, wie sie ins Wasser hinein gekommen sind, und woran es liegt, daß sie sich mit keinem noch so großen experimentellen oder apparati­ven Aufwand da­raus vollständig entfernen lassen. Schon 1894 entdeckten Kohlrausch und Heydweiller bei der Seriende­stillation von Wasser (10), daß es unmöglich ist, einen Rein­heitsgrad von genau 100% zu erreichen. Weil der Ver­such für die Wissenschaft eine prin­zipielle Bedeutung hatte, wurde er später mit ande­ren Mitteln und mit anderen Methoden wiederholt. Dabei wurde zwar ein hö­herer Reinheitsgrad erzielt, aber che­misch reines Wasser erhielte man keinesfalls. Heute weiß man, daß die Flüssig­keit Wasser nicht abso­lut rein hergestellt werden kann. So, wie sich in der Physik das Perpetuum mobile 1. und 2. Ordnung nicht realisieren läßt, so lassen sich analog dazu auch in der Chemie kei­ne wirk­lich reinen Stoffe her­stellen.

Im vorigen Abschnitt war davon die Rede, daß das Wassermolekül eine tetraedrische Grundge­stalt hat mit ungleichmäßig verteilten Ladungszentren, die den innermolekularen Ladungsaus­gleich nicht zulassen und ihm Dipolcharakter verleihen. Darüber hinaus bean­sprucht es aus dy­namischen Grün­den mehr Raum, als ihm molekülgeometrisch zu­steht. Die elektrischen Eigen­schaften und der Bewe­gungsraum, der ihm zur Verfügung steht, begründen seine Reaktivität gegenüber salzigen Bestandteilen des Bodens. Salze be­stehen aus Ionengittern. Im Gitter ist je­des Ion als hydrophiles Agens anzusehen und somit in der Lage, Wasserdipole an sich zu bin­den. Bewegen sich die Wasserdipole mit großer Ge­schwindigkeit auf die Gitternahtstellen zu (ein Anlaufraum zur Erzielung großer Bewe­gungsgeschwindigkeiten ist ja vorhanden), dann können sie sich zwischen die Ionen zwängen, die Bindung lockern und nach Wiederholung des Vorganges die Ionenbindekraft schließlich so schwächen (30), daß die Io­nen in Lösung gehen und das Wasser als Bei­mengung verunreinigen. Auf diese Weise gelangen z.B. die Calciumio­nen des Bodenkalkes ins Wasser hinein. In ähnlicher Weise nimmt das Wasser auch gasförmi­ge Bestandteile aus der Luft auf. Da auch die Molküle der Gase in der Luft immer in Bewe­gung sind, können sie an der Wasser­oberfläche in das Hohlraumsystem des Wassers eindringen und sich in seinem Labyrinth so verirren, daß sie darin zurückbleiben. Wasser kann somit nur als Molekül rein sein, nicht aber als Stoff (Mo­lekülkonglomerat). Als Stoff enthält es immer Bei­mengungen anderer Stoffe, selbst wenn es nur die Protonen sind, die bei der Dissoziation ent­stehen (13).

Die Senkung des schädlichen Einflusses unerwünschter Begleitstoffe des Wassers unter den Schwellenwert ihrer Schädlichkeit.

Ob ein Begleitstoff unerwünscht ist, hängt nicht nur von ihm selbst ab, sondern auch von dem Ver­wendungszweck des Wassers. So sind bekanntlich gewisse Calciumsalze biolo­gisch und medizi­nisch durchaus erwünscht, sie stören aber, wenn das Wasser für einen haushaltstechni­schen oder einen anderen technischen Zweck verwendet wird (34). In die­sem und in vergleich­baren Fällen muß der Schadstoff entfernt werden, oder seine Konzen­tration muß unter die Grenzkonzentration der Schädlichkeit gesenkt werden. Dieses Ziel kann auf chemischem und auf physikalischem Wege erreicht werden. Die unter den zahl­reichen im Wasser auftretenden gelösten Substanzen und am wenigsten erwünschte, ist zwei­fellos das Calciumhydrogencarbo­nat. Mit den Mitteln der Chemie läßt es sich in mannigfa­cher Weise in das harmlosere Calci­umcarbonat umwandeln. Wirksam sind z.B. der Zusatz von Natriumcarbonat, Calciumcarbo­nat, Kalkmilch, Ba­rytwasser, Oxalsäure und Enthär­tungssalze. In allen Fällen, außer bei Oxal­säure und Enthärtungs­salzen, wird das Calci­umhydrogencarbonat in unlösliches Calciumcarbo­nat überführt, das sich aus dem Wasser durch besondere Rückhaltemaßnahmen (z.B. Filtration) entfernen läßt. Bei den physikali­schen Verfahren werden dem Wasser keine chemischen Rea­genzien zugesetzt, son­dern der lösliche Kalk wird durch bloße Veränderungen der physikali­schen Bedingungen in wasse­runlöslichen Kalk überführt und kann gegebenenfalls mechanisch daraus entfernt werden. Ein sehr ein­faches physikalisches Verfahren ist z.B. die Erwärmung des Wassers auf ca 60° C. Die bei dieser Temperatur einsetzende Trübung zeigt an, daß die "Kalkbe­freiung" im Gange ist. Die Inaktivierung des Kalkes mit Magnetfeldern ist eine ver­hältnismäßig junge Technik (1). Das Verfah­ren hat bis heute noch keine breite Zustimmung er­fahren. Dies ist, wenn man die Grundlagen der Wirkungsweise be­denkt, erstaunlich. Sie haben denselben wissenschaftlichen Hintergrund wie andere Verfahren auch. Trotz vieler von nam­haften Fachleuten verfaßten Fachberichte konnte die "vorneh­me Reserviertheit" noch nicht vollständig abgebaut werden. Im nachfolgenden Abschnitt werden die spezifi­schen wissen­schaftlichen Sachverhalte beschrieben, mit denen die physikalische Wasser­behandlungstechnik in Be­ziehung steht. Den Ansatzpunkt bilden die im molekulardisper­sen Be­reich liegenden Fak­toren, von denen das Geschehen bestimmt wird (21).

Die Wirkungsweise linear gegliederter magnetischer Wasseraufbereitungs -Geräte aus rein physikalischer Sicht

Natürliches Wasser stellt, wie weiter vorne beschrieben worden ist, eine Flüssigkeit dar, in der sich aus dem Boden aufgenommene Salze befinden, die als Kationen und Anionen, beide Trä­ger elektronischer Elementarladungen, vorhanden sind.

Läßt man es durch eine Röhre fließen, dann treten nebeneinander zwei verschiedenartige elek­trische Konvektionsströme auf. Der eine wird von den Kationen und der andere von den Anio­nen re­präsentiert. Jeder von ihnen umgibt sich gemäß des von Wilhelm H. West­phal physikali­sches "Ur­phänomen" genannten Prinzips mit einem aus konzentrischen Rin­gen (im Quer­schnitt gesehen) be­stehenden Magnetfeld (35). Trotzdem erzeugen die bei­den Ionenströme (Ladungs­trägerströme) weder elektrische noch magnetische Wirkungen.

Das hat mehrere Gründe. Die Hauptursache für das Ausbleiben elektrischer Effekte ist da­rin zu se­hen, daß die Ladungsträgerverteilung unverändert gleich bleibt; daß andererseits aber auch keine magnetischen Effekte nachzuweisen sind, liegt daran, daß die Feldlinien­richtungen der beiden Ma­gnetfelder antiparalell zueinander verlaufen und sich im Zeitmit­tel an jeder Stelle in der Flüssigkeit stets gegenseitig aufheben (18). Das ändert sich just in dem Augenblick, in dem man den Wasser­strom durch ein Magnetfeld hindurchführt, des­sen Feldlinien quer zum Was­serweg verlaufen. Un­ter diesen Bedingungen wirkt sich auf die Ladungsträger die Lorentzkraft aus (35). Ihre Entste­hung verdankt sie der Überlage­rung der Konvektionsstrommagnetfelder mit dem äußeren Magnet­feld. Es geht aus dem homogenen in den imhomogenen Zustand über und zeigt auf der einen Seite Feldlinien­verdünnungen. Der Verdichtungsgrad und der Verdün­nungsgrad sind entgegengesetzt gleich. Auf die Bewegungsrichtung der Konvektionsströme be­zogen heißt das, daß die Kat- und Anionen in zwei zueinander entgegengesetzten Richtun­gen zur Seite hin abge­lenkt werden. Die di­rekte Folge der Ladungsträgertrennung ist die Ent­stehung eines Poten­tialunterschiedes. Die Lage der elektrischen Pole hängt von der Anordnung der Magnete ab. Zum Nachweis reicht ein empfind­liches Galvanometer aus. In der folgenden Ab­bildung ist der beschriebene physikalische Effekt dargestellt.

Erläuterung der Abbildung:

Bei elektrischen Konvektionsströmen gibt es keine echten elektrischen Pole. Es treten le­diglich Scheinpole (virtuelle Pole) auf. Die Bewegung der Ladungsträger in der Fließ­richtung der Flüssigkeit hat keine elektrische Ursache sondern eine mecha­nische. Wesent­lich für die Ladungsträgertrennung ist die Tatsache, daß die Feldlinienverdichtungen und -verdünnun­gen beim Konvektionsstrom der positiven und der negativen Ladungsträ­ger in Ab­hängigkeit von der Art der Ladung seitenverschie­den ist. Auf die Abbildung be­zogen heißt das, daß die Kationen aus der Zeichenebene herausbewegt werden und die Anionen in sie hinein. Dadurch er­fahren sie eine ungleiche Verteilung, die Anlaß gibt zum Auftreten der Potentialdifferenz. Die Ab­bildung zeigt nur eine 'trennungsaktive' Stelle. Im Gerät bilden mehrere aufeinander­folgende 'tren­nungsaktive' Bereiche eine Trennkaskade.

Sie bewirken, daß die Trennung in Schüben vor sich geht. Vergleichen Sie hierzu das nächste Bild. Jede Ionenart hat eine ihrer Molmasse ent­sprechende Ionenablenkungskurve mit ansteigenden Amplituden.Auf den Trennungsakt haben die geometrische Anordnung der Einzelmagnete Ein­fluß, und die Fließ­geschwindigkeit des Wassers.

Das Bild zeigt in schematisierter Form zwei Ablenkungskurven bei einer zweiteiligen Magnetkaska­de. Bevor dieser Abschnitt beendet wird, muß noch das Verhalten der durch ein Magnetfeld strömenden Wasserdipole erörtert werden (27). Jeder sich bewe­gende Dipol erzeugt einen Zwillingskonvektionsstrom, dessen Stärke durch den Quotient aus Elektrizitätsmenge und Zeit gege­ben ist. Sieht man vom Vorzeichen der Ladung ab, dann hat sie beim Wasser den Wert

n * 2 * 1/m * IeI/t

Hierbei wird das Wasser als Zwillingsion aufgefaßt, das sich von echten Ionen dadurch unter­scheidet, daß die Ladungen nur einen Bruchteil der Elementarladung von Ionen aus­machen.

Da die Lorentzkraft an jeder bewegten Ladung angreift, also auch an Bruchteilen der Elemen­tarladung (Partialladung), wird jeder Wasserdipol durch zwei Richtkräfte einem Richtmoment unter­worfen, die seine Achse parallel zu den magnetischen Feldlinien einstellt. Ob er dann an­schließend zu einem der Magnetpole hin abdriftet, hängt davon ab, an welcher Stelle er sich zwischen den Po­len aufhält. Außerhalb der geometrischen Mitte sind die bewegenden Zugkräf­te nicht balanciert.

In dem Augenblick, in dem die Dipole im Magnet­feld parallelisiert werden, können sich die schon vorhandenen assoziativen Molekülverbände offen­sichtlich vergrößern. Wenn das so ist, dann wird der Grad der molekularen Ordnung erhöht und Wärme freigesetzt. Dies scheint tatsächlich der Fall zu sein, wie experimentell festgestellt wurde.

Es soll nicht versäumt werden zu erwähnen, daß jede Verände­rung der Größe der Wasser­poren auch Einfluß hat auf die Lös­lichkeit an­derer Stoffe im Wasser, z.B. die der Gase hat.

Der Einfluß linearer magnetischer Wasseraufbereitungsgeräte auf das Calciumhydrogen­carbonat des harten Wassers.

Wie schon erwähnt, liegt nach der Ladungsträgertrennung eine veränderte Ionenverteilung vor. Befindet sich im Wasser Calciumhydrogencarbonat, dann spielen sich folgende chemischen Verän­derungen ab. Die durch Dissoziation aus dem Hydrogencarbonat freigesetzten Wasserst­offionen wandern rascher als die Calciumionen zur Seite hin ab (15) und die Calciumionen ha­ben die Mög­lichkeit, mit den Carbonationen zu Calciumcarbonat zusammenzutreten. Zur Wie­derherstellung des gestörten Gleichgewichtes werden neue Wasserstoffionen nachgebildet. Au­ßerdem wird Koh­lensäure erzeugt.

Reaktionsgleichungen.

2 HCO₃^- ------> 2 CO₃^2- + 2H⁺

Ca²⁺ + CO₃ ------> CaCO₃

2 H⁺ + CO₃^2- <=== H₂CO₃

H₂CO₃ ===> H₂O + CO₂

Carbonat liegt zuerst molekulardispers, dann kolloiddispers und zuletzt grobdispers vor, sobald die Grenze der Löslichkeit erreicht worden ist. Sie liegt bei 0.01 g CaCO3^-, wenn man ein Lös­lichkeitsprodukt von 10^-8 Mole / 12 zugrundelegt (3), (33). Da sich die Ver­festigung im freien Was­ser abspielt, haben die Kristalle, wie man in einschlägigen Fach­berichten nachlesen kann, Kugelge­stalt (8).

Dies erklärt auch, warum sie eine geringe Neigung haben, sich als Wandbelag auf der Lei­tungsinnenseite abzuscheiden. Das chemische Geschehen wird von einer Reihe von Fakto­ren beein­flußt. Die wichtigsten sind, das Verhältnis aus Wasserfließgeschwindigkeit und Ionen­driftgeschwindigkeit, die chemische Zusammensetzung des Wassers, die ihrerseits jahreszeit­lich be­dingte Unterschiede aufweisen kann und der mechanische Zustand der Rohrwand. Auch das Rohrmaterial hat eine Bedeutung.

An diesen nur in geringem Maß steuerbaren Faktoren liegt es, daß die Magnetanlagen nicht überall und nicht immer zur vollen Zufriedenheit der Betreiber arbeiten. Hier stehen noch ge­nauere Untersuchungen an, an deren Lösung sich auch staatlich geförderte Institute beteiligen sollten.

Über den Zusammenhang zwischen Fließgeschwindigkeit und Abdriftgeschwindigkeit und Ef­fizienz informiert die folgende Skizze.

I und III unteroptimale Wirkung, II optimale Wirkung.

Magnetische Wasseraufbereitungsgeräte mit zirkularer Wasserführung.

Der Zweck dieses Gerätetypes besteht darin, die Wirkung der durch magnetische Kräfte er­zeugten physikalischen und chemischen Veränderungen zu steigern und auf nichtionische Be­standteile des Wassers in größerem Umfang auszudehnen, als dies mit Lineargeräten möglich ist. Den Aufbau sieht man in der nebenstehenden Abbildung. Sie zeigt das Gerät im Schnitt.

Das äußere Hauptmerkmal ist die zu einem Kegel gewickelte Rohrleitung. Durch diese Beson­derheit wird die Magnetstrecke auf mehr als das Zehnfache verlängert, ohne den Gesamtplatz­bedarf im gleichen Verhältnis zu vergrößern.

Der spiralige (chirale) Windungsverlauf unterstützt die La­dungsträgertrennung durch die erheblich längere Magnetstrecke und durch die zusätzlich auf­tretenden Zentrifugalkräfte, die auf die Ionen und nichtionischen Komponenten des Wassers einwirken. Von Windung zu Windung hat das Ma­gnetfeld eine andere Feld­stärke, der sich eine Trennfrequenz zuordnen läßt. Auf die zen­trale Achse bezogen steigt spitzenwärts auch der Flüssigkeits­vortrieb an. Dadurch wird erreicht, daß dem durch äußere Ein­griffe schwer steuer­baren Ver­hältnis aus Vortrieb und Abdriftgeschwindigkeit, auf dessen Be­deutung im vorherge­henden Kapitel hingewiesen wurde, die optimale Effizienz aufgezwun­gen wird.

Zwischen dem Vortrieb und der in der Kegelwendel spitzenwärts erhöhten Winkelgeschwin­digkeit besteht ein ganz enger Zusammenhang, dem ein entscheidender Einfluß auf die Ab­driftgeschwindigkeit der Ionen und der Wasserdipole zuzuschreiben ist. Dies hat Stemmer am 09. Mai 1989 schon erkannt und in einem unveröffentlichten Manuskript im Detail beschrieben und im Zusam­menhang mit den Wasserdipolen in einen übergeordneten Rahmen eingefügt (28). Seine Ausführun­gen werden hier wörtlich wiedergegeben.

"Eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit nennt man Winkelbeschleunigung. Handelt es sich bei dem Medium um Wasser, so haben wir es mit Wasserdipolen zu tun. Erfahren magne­tische Dipole eine Winkelbeschleunigung, dann erzeugen diese ein Magnetfeld. Dieses so er­zeugte Magnetfeld ist jedoch äußerst schwach. Erst durch ein Resonanzphänomen kann dieses Mag­netfeld verstärkt werden. Durch die Einbringung eines Permanentmagneten in die Mitte des Kegels besteht die Möglich­keit, die Resonanz zu verstärken.

Eine Resonanz kann erst vorliegen, wenn zwei schwingende Felder miteinander wechselwir­ken, und zwar wenn deren Grundfrequenz in unmittelbarer Nähe liegen. Das durch die Winkel­beschleunigung erzeugte Magnetfeld der Dipole und das Erdmagnetfeld sind nicht schwingen­de Felder. Mit diesen allein kann keine Resonanz entstehen. Um eine Resonanz zu erhalten, postulieren wir eine Kopplung von schwingenden mit nichtschwingenden Feldern. Hier ist die Grundlage gesetzt, welche die Beobachtungen von Prof. Dr. Dietrich Frahne erklären.

Mit dem Gerät wurden im Langzeitbetrieb mehrere erfolgreich verlaufene, belegbare Versuche durchgeführt. Dabei ging es hauptsächlich um die Verringerung des Anteils korrosiver Gase im Wasser. Daß die Gaslöslichkeit sich wegen der Umgruppierung der Wasserdipole, die mit der Größenänderung der Porenvolumina verbunden ist, den neuen Gegebenheiten anpaßt und sich ver­ringert, ist bereits erwähnt worden. Ergänzend sei hier nur noch hinzugefügt, daß die weiter vorne berechnete Kantenlänge der Wasserporen, wenn man sie sich würfelförmig vorstellt, sich ausge­zeichnet mit dem durch Infra-Rot-Absorbtion und Röntgenmessungen für flüssiges Was­ser experimentell nachgewiesen werden kann.

Der experimentell gefundene Wert für den mittleren 0-0- Abstand deckt. Der ist nämlich mit der Kantenlänge identisch. (Man braucht ihn sich nur um die halbe Kantenlänge verschoben zu denken.)

Es sei in Erinnerung gebracht, daß die Berechnung 3.104 * 10^-8 cm ergab und daß Pantaleon van Eck und Linus Pauling ihre theoretischen Überlegungen auf einen gemessenen Wert von 3.1 * 10⁸ cm stützen (16). Eine so gute Übereinstimmung der Werte spricht für die Richtigkeit des geschilderten Modells.

Vermerkt werden muß noch die Tatsache, daß magnetisch behandeltes Wasser auf autotrophe Mi­kroorganismen, Beobachtungen zufolge, einen entwicklungsfördernden Einfluß ausübt (17), die Frahne für überprüfenswert hält (8). Linear- und Zirkulargeräte setzen beide vermehrt Koh­lensäure frei, für die ein vom Mechanismus her noch nicht bekanntes 'Prinzip der gebremsten Dissoziation' Gültigkeit zu haben scheint. Diese Kohlensäure wirkt offenbar wie ein Düngemit­tel. In den bei Troll (32) beschriebenen natürlichen Düngemethoden wird erwähnt, daß eine "beträchtliche Menge von Kohlendioxid" verfügbar gemacht wird, die "in günstigen Fällen aus­reicht, um den gesamten Kohlenstoffbedarf.... zu decken." Stemmer spricht von einem "har­monisierenden Effekt auf biologi­sche Systeme" (27).

Bei Mikroorganismen führen solche Bedingungen zur explosionsartigen Vermehrung, wenn die Vor­rausetzungen (N,P.K und C) gegeben sind.

Zirkulare magnetische Behandlung von Flüssigkeiten.

Patent DE 39 23 498.3 / DE 10 2006 039 427.5 Rohrwendel.

Kronenberg hat einmal die rhetorische Frage gestellt, "Are the Waters of the East Diffe­rent from the Waters of the West ?" ( Ist das Wasser im Osten vom Wasser des Westens verschie­den?) (16) Richtig hätte die Frage natürlich lauten müssen:

"Woran lag es, daß zu der Zeit, als die Magnetwasserbehandlungsgeräte erstmals ange­boten wur­den, die Menschen im Osten ihnen gegenüber eine andere Einstellung hatten als die Menschen im Westen ?"

Über diesen Streitpunkt ist mittlerweile die Zeit hinweggeeilt. Die Diskussion über die magne­tischen Wasserbehandlungsgeräte hat Eingang gefunden bis in die vornehmsten Stuben der Wissen­schaft hinein, und es sind jetzt tatsächlich vielversprechende Entwicklungen im Gange, die zu der Hoffnung Anlaß geben, daß die noch bestehenden Pobleme der Realisierbarkeit ex­akt definierter Zielsetzungen und Beurteilungsmaßstäbe einer baldigen Lösung zugeführt wer­den können. Ge­meinsame Anstrengungen werden auch einen gemeinsamen Erfolg besche­ren. Hier ist vor allen Din­gen die Wissenschaft gefordert. Man sollte ihr die für weitere Forschun­gen die erforderlichen Mittel gewähren.

Das Thema Wasser ist, wie man weiß, kein leichtes Forschungsgebiet(16). Tausende Fra­gen harren noch der Beantwortung. Zur Erklärung der Anomalie des Wassers gibt es z.B. noch im­mer ver­schiedene Theorien. Als eine der rätselhaftesten Flüssigkeiten paßt das Wasser immer noch nicht vollständig in den engen Rahmen der Erkenntnisse der Physik und Chemie hinein.

Als J. D. Bernal, einer der Väter der modernen Wasserchemie,1958 in London ein Sympo­sium über Wasser abhielt, schloß er mit den Worten: "Es scheint -und dies macht uns gleichzeitig demü­tig und neugierig in unserer Forschung-, daß wir noch sehr wenig Wis­sen über die we­sentlichen Ei­genschaften der bekanntesten aller Flüssigkeiten - über das Wasser haben!" Drei Jahre später schrieb Krauss sinngemäß das gleiche. "... Eben dieses Wasser, H₂O, ist noch einer der unbekanntesten und rätselhaftesten Stoffe der Erde." (16)

Vielleicht hängt damit die Scheu der Wissenschaftler zusammen, mit Hilfe von Magneten Wir­kungen im Wasser auszulösen und nach zufriedenstellenden Erklärungen zu suchen.

Dieser Beitrag soll eine Ermutigung sein, diese Technik zur Vollendung zu führen.

Neuartige Versuche bei IBM in San Jose' zur Ermittlung der Dichte von Wasser in Fel­dern.

Einer Gruppe von Wissenschaftlern im Forschungszentrum von IBM in San Jose' ist es gelun­gen, den Nachweis zu erbringen, daß sich die Dichte von Wasser erheblich ändert, wenn man es der Wirkung von Feldern aussetzt. Die Messungen wurden in elektrischen Feldern durchge­führt. Die Felder wurden an der Oberfläche von Silber-Reinkristallen erzeugt, die in Wasser eingetaucht wurden.

Mit Röntgenstrahlen gelang der Nachweis, daß die Beugungsbilder sich verändert hatten, wenn die Kristalle vom Wasser umspült wurden. Insgesamt fand man drei von einander unterscheid­bare Schichten. Die Innerste war am dichtesten gepackt, hier lag die Dichte beim zweifachen Wert, bei einer Spannung von nicht mehr als 0,52 Volt.

Da ähnlich starke Felder an den in Wasser gelösten Ionen auftreten, muß gefolgert wer­den, daß die Hydrathüllen eine vergleichbare Dichte aufweisen.Die bisher vertretene Theorie, daß Was­serstoffbrücken am Schichtaufbau mitwirken, muß angesichts der nun vorliegenden Erkennt­nisse aufgegeben werden. Wasserstoffbrücken müßten die Dichte senken, wie man es vom Eis her weiß. Für die bisher auf atomarer Ebene beschriebenen Reaktionen, müssen neue Vorstel­lungen entwickelt werden. Der Wasserchemie öffenen sich dadurch andere Perspektiven. Auch in Magnetfeldern kann sinngemäß eine Dichteänderung bewirkt werden und da­durch auch die der reaktiven Eigenschaften des Kreuzgegenständig (Tetrastitie-Vierzeilig­keit) Morphologie Tetra-hexagonale Doppelstruktur des unter Feldeinfluß verdichteten Wassers Elementarzelle des Wassermoleküls Zentrum hervorgehoben in dem das Wasser­melekül platziert ist.

Das magnetische Feld in der Rohrwendel

Die unten angeführte Gleichung befaßt sich im Hinblick auf das Magnetfeld mit den räumli­chen Verhält­nissen im Inneren der Rohrkegelwendel. Sie fußt auf den geometrischen Struktu­ren des Gerätes.

Denkt man sich das Magnetfeld ähnlich wie ein Mosaikbild aus Bausteinen gleicher Größe zu­sammengesetzt, dann werden sie in den höher liegenden Kegelbereichen durch die zunehmen­de Verengung höher geschichtet.

Die Schichtstärke f (x) nimmt deshalb bei gleicher Zahl von Magnetfeldabschnitten (x) spitzen­wärts zu. Analog dazu steigt die Feldliniendichte im oberen Rohrkegelbereich. Der Grund ist die größere Nähe der Feldlinien zur ferromagnetischen Kegelwand.

Der Graph veranschaulicht diese Sachverhalte und bietet auf einfacher Grundlage Einblick in die raumbe­dingte Besonderheit des Magnetfeldes in der Rohrkegelwendel.

TT – steht für Pi

Die Formel:

^r B * h ^{B 3 * h 2 B}