Алкална ли е водородната вода? Как електролизата променя pH

Водородната вода не е разновидност на алкалната вода. Добавянето на разтворен водороден газ чрез SPE/PEM електролиза и изместването на pH към алкалния край на скалата са две различни неща, а добре конструираната бутилка за водородна вода прави първото, без да променя съществено второто. Независимо лабораторно изследване на Hydrion Core — бутилка за водородна вода с мембрана — измерва изходно pH 6,28 във водата от източника и 6,33 в готовата, обогатена с водород вода: толкова малка промяна, че попада в границите на нормалното отклонение между отделни измервания, а не представлява съществено изместване към алкалната област. За да разберем защо, е нужно накратко да разгледаме какво измерва pH и по какво се различава електролизата в бутилката за водородна вода от тази в алкалния йонизатор.

• pH и концентрацията на водород са различни показатели. Бутилката за водородна вода е проектирана да повишава количеството разтворен H2, а не да променя киселинността или алкалността на водата.
• Алкалните йонизатори и SPE/PEM бутилките за водородна вода използват електролиза, но за различни цели. Йонизаторът е проектиран да разделя водата на киселинен и алкален поток. Мембранната бутилка за водородна вода отвежда страничния газ и запазва питейната вода като един поток.
• Измерените данни потвърждават това. Лабораторно изследване на Hydrion Core установява промяна от 0,05 pH единици между водата от източника и изходната вода — това не означава преминаване в алкалния диапазон.

Какво всъщност измерва pH

pH описва съотношението между водородните йони (H+) и хидроксидните йони (OH-) в течност по скала от 0 до 14, като 7 е неутралната средна стойност (източник: Научна школа за водата на USGS). Стойност под 7 означава, че във водата има повече свободни водородни йони спрямо хидроксидните йони — това химиците наричат киселинност. Стойност над 7 означава обратното: повече хидроксидни йони, тоест водата е от основната, или алкалната, страна на скалата. Повечето чешмяна и бутилирана вода са близо до неутралната средна стойност — обикновено някъде между средата на 6 и средата на 8 в зависимост от източника. Тази изходна стойност е важна тук, защото от нея започва всеки процес на електролиза, преди да промени каквото и да било.

Засега нищо от това не казва нещо за водородния газ. pH показва съотношението между йоните, а молекулярният водород (H2) е разтворен газ, който се държи независимо от това съотношение. Една бутилка може значително да повиши количеството разтворен H2, като остави йонното съотношение и съответно pH близо до изходната им стойност. Дали това действително се случва зависи от конструкцията на електролизата в устройството — именно този механизъм си струва да разгледаме по-нататък.

Защо алкалната и водородната вода често се бъркат

Това объркване има реална историческа причина. Алкалните йонизатори на вода използват електролиза с йонообменна мембрана, проектирана специално да разделя постъпващата вода на два отделни потока: единият е по-киселинен, а другият — по-алкален; алкалният поток се подава към крана за пиене (източник: Алкална вода, Уикипедия). Същата реакция на електролиза произвежда и известно количество водороден газ като страничен продукт на катода. Години наред ползите, наблюдавани в ранните изследвания, свързани с водорода, се приписваха на повишената алкалност на водата, тъй като именно алкалността беше свойството, на което изрично се наблягаше в рекламата на йонизатора. С развитието на изследванията върху молекулярния водород все повече от този ефект започна да се приписва на наличието на газообразен H2 като страничен продукт, а не на самата промяна в pH, тъй като пиенето на алкална вода не променя вътрешното pH на организма, което остава строго регулирано независимо от това какво пиете (също според горното обобщение в Уикипедия). Именно тази история е пряката причина понякога да се смята, че бутилката за водородна вода работи по същия начин като алкалния йонизатор: за двата продукта се използва една и съща дума за основния процес — електролиза, макар че предназначението на електролизата във всяко устройство е различно.

Какво всъщност е предназначението на алкалния йонизатор

Мембраната в йонизатора служи именно за целенасоченото разделяне на водата на два потока. Това е цялото предназначение на конструкцията му, а повишеното pH на алкалния поток, често рекламирано в диапазона от 8 до 10, е основната отличителна характеристика на продукта. Бутилката за водородна вода има различно предназначение още от самото начало — и именно тук механизмът се различава.

По какво се различава SPE/PEM електролизата

Вътре в бутилка за водородна вода със SPE/PEM мембрана (електролит от твърд полимер / протоннообменна мембрана) мембраната изпълнява по-ограничена функция от мембраната в йонизатора. Тя е разположена между два електрода и пропуска само протони, докато кислородният газ, образуван на анода, както и всякакви следи от озон или хлорни странични продукти, се отвеждат през отделен отвор, вместо да се смесват отново с водата за пиене (прочетете пълното обяснение на SPE/PEM електролизата, за да научите повече за механизма). Например Hydrion Core използва платинени електроди с тази протоннообменна конструкция, така че водата да остане един непрекъснат поток, в който просто се разтваря водороден газ, вместо да се раздели на два отделни потока — киселинен и алкален, които произвежда йонизаторът.

Това разделяне обяснява и защо отвеждането на страничните продукти е важно не само от гледна точка на pH. Устройство без подходяща мембрана или с лошо уплътнение около нея може да позволи на част от отделяните странични продукти да се върнат във водата, вместо да излязат навън. Това е свързан с чистотата въпрос, различен от въпроса за pH, на който отговаря тази статия. Една бутилка може да издържи тест за pH, но все пак си струва да се провери колко добре изолира страничните газове — това е отделна конструктивна подробност, която не разглеждаме тук.

Измерено pH: какво показват действителните тестове

Описанието на механизма има своите граници, затова е полезно да разгледаме действително измерване, вместо да правим предположения. Независимо лабораторно изследване на Hydrion Core отчита pH 6,28 във водата от източника преди обогатяването с водород и pH 6,33 в готовата изходна вода след него — разлика от около 0,05 pH единици. Тя е достатъчно малка, за да попада в обичайните граници на отклонение между две отделни измервания на една и съща вода, и остава категорично в леко киселинната страна на неутралната стойност, вместо да преминава в алкалния диапазон, към който е насочен йонизаторът. За сравнение, алкалните йонизатори обикновено се рекламират с изходни стойности в диапазона pH 8–10, така че истинска промяна в pH с такъв мащаб би била лесна за измерване и забелязване; промяна от 0,05 единици не е такава.

Този резултат се отнася конкретно за Hydrion Core при посочените от лабораторията условия на изпитване, а не за всяка бутилка за водородна вода на пазара. Устройство, което използва голи електроди, поставени директно във водата, вместо протоннообменна мембрана, или такова с нарушено уплътнение, може да се държи различно; тази разлика би се проявила като проблем с чистотата или страничните продукти, а не като доказателство, че водородната вода като цяло повишава pH. Ако искате да проверите данните за конкретен продукт, вместо сляпо да приемате твърдение за цялата категория, това ръководство за измерване на водорода във водата обяснява кои уреди дават реални показания.

Защо pH не е важният показател в случая

Молекулата, която върши работата във водородната вода, е разтвореният газ H2, чието количество обикновено се отчита в части на милиард (PPB) или милиграми на литър. Именно тази концентрация показва колко водород всъщност съдържа водата, независимо от нейното pH. Организмът абсорбира разтворения H2 като газ независимо дали водата, в която е бил разтворен, е измерена с pH 6,3 или 7,1, така че малката разлика в показанието на pH не е показателят, който ви казва дали бутилката си върши работата. Ако искате да научите повече за изчисляването на концентрацията, а не за pH, това сравнение на PPB и PPM обяснява какво ниво обикновено се търси и защо.

Полезно е също да поставим pH на водата в контекста на химичните процеси в организма: pH на стомашната киселина е приблизително 1,5–3,5 — много по-киселинно от всяка питейна вода, която бихте погълнали. Затова малката разлика в pH на водата в чашата не е съществено голям фактор, след като тя стигне до стомаха. Някои продавачи посочват стойности на ОВП (окислително-редукционен потенциал) като бърз заместител на показателя „колко водород има в тази вода“, но ОВП сам по себе си се влияе както от pH, така и от съдържанието на разтворени минерали. Затова отрицателното показание за ОВП е в най-добрия случай приблизителен ориентир за посоката, а не точно измерване на pH или концентрацията на H2. Имайте предвид това уточнение, когато преценявате стойността на ОВП на дадено устройство, вместо да я приемате за доказателство за нещо конкретно.

Какво да проверите вместо pH

Ако избирате бутилка за водородна вода, самостоятелно посочената стойност на pH ви казва много малко. По-полезно е да започнете с метода на електролиза, посочен от производителя: конструкция със SPE/PEM, в която са уточнени мембраната и материалът на електродите, ви дава конкретни данни за проверка, докато обява, в която се твърди само, че водата е „йонизирана“ или „алкална водородна вода“, без да се описва механизмът, заслужава внимателен прочит, тъй като двата процеса действително произвеждат различна вода. След това потърсете данни за концентрацията от изпитване на независима страна или проверка с газов хроматограф, а не само рекламна стойност в PPB — както и стойностите за Hydrion Core по-горе са получени от външна лаборатория, а не са твърдение на производителя. Посочената стойност на pH е полезно да се разглежда като показател за чистота и постоянство: близките стойности на pH във водата от източника и в изходната вода са съвместими с правилно уплътнена мембрана, а не като здравно твърдение в която и да е посока.

Hydrion Core Бутилка за водородна вода е устройството, от което са получени измерените pH стойности в тази статия. То е изградено по описаната по-горе PEM конструкция на електродите и е изпитано от независима лаборатория, а не е представено само с рекламни твърдения. Ако искате по-общо сравнение между водородната и алкалната вода като категории, включително историята на ползите, довела до първоначалното объркване, това сравнително ръководство разглежда темата по-подробно. А ако искате да прецените точността на измерванията при различни уреди и устройства, предстоящото сравнение на уредите за измерване на разтворен водород разглежда конкретно на кои инструменти си струва да се разчита.