Er brintvand alkalisk? Hvad elektrolyse gør (og ikke gør) ved pH

Brintvand er ikke en form for alkalisk vand. At tilføre opløst brintgas gennem SPE/PEM-elektrolyse og at forskyde pH-værdien mod den alkaliske ende af skalaen er to forskellige ting, og en velkonstrueret brintvandflaske gør det første uden at gøre ret meget ved det andet. Uafhængige laboratorietests af Hydrion Core, en brintvandflaske med membran, målte en start-pH-værdi på 6,28 i vandet før behandlingen og 6,33 i det færdige, brintberigede vand: en så lille forskydning, at den ligger inden for den normale variation fra test til test, frem for at være en meningsfuld bevægelse mod det alkaliske område. For at forstå hvorfor skal vi kort se på, hvad pH måler, og hvordan elektrolysen i en brintvandflaske adskiller sig fra elektrolysen i en alkalisk ionisator.

• pH og brintkoncentration er separate variabler. En brintvandflaske er konstrueret til at øge mængden af opløst H2, ikke til at ændre vandets surhedsgrad eller alkalinitet.
• Alkaliske ionisatorer og SPE/PEM-brintflasker bruger begge elektrolyse, men til forskellige formål. En ionisator er konstrueret til at opdele vand i en sur strøm og en alkalisk strøm. En brintvandflaske med membran udlufter biproduktgassen og holder drikkevandet som én enkelt strøm.
• Målingerne bekræfter dette. Laboratorietests af Hydrion Core viste en forskydning på 0,05 pH-enheder fra vandet før behandlingen til vandet efter behandlingen, hvilket ikke er en bevægelse ind i det alkaliske område.

Hvad pH faktisk måler

pH beskriver balancen mellem hydrogenioner (H+) og hydroxidioner (OH-) i en væske på en skala fra 0 til 14, hvor 7 er midtpunktet for neutral værdi (kilde: USGS Water Science School). En måling under 7 betyder, at vandet har flere frie hydrogenioner i forhold til hydroxidioner, hvilket kemikere kalder surt. En måling over 7 betyder det modsatte: flere hydroxidioner, altså den basiske eller alkaliske side af skalaen. Det meste postevand og flaskevand ligger tæt på dette neutrale midtpunkt, som regel et sted mellem midten af 6-tallet og midten af 8-tallet, afhængigt af kilden. Dette udgangspunkt er vigtigt her, fordi det er der, enhver elektrolyseproces starter, før den kan ændre noget.

Intet af dette fortæller endnu noget om brintgas. pH beskriver ionbalancen, mens molekylært brint (H2) er en opløst gas, der opfører sig uafhængigt af denne balance. En flaske kan øge mængden af opløst H2 betydeligt, samtidig med at ionbalancen og dermed pH-værdien forbliver tæt på udgangspunktet. Om det faktisk sker, afhænger af, hvordan elektrolysen i apparatet er konstrueret, og det er den del, det er værd at gennemgå nu.

Hvorfor alkalisk vand og brintvand bliver forvekslet

Forvekslingen har en reel historisk baggrund. Alkaliske vandionisatorer bruger elektrolyse med en ionbyttemembran, der er specifikt konstrueret til at opdele det indgående vand i to separate strømme: én mere sur og én mere alkalisk. Den alkaliske strøm ledes til hanen, så den kan drikkes (kilde: Alkaline water, Wikipedia). Den samme elektrolysereaktion producerer også en vis mængde brintgas som biprodukt ved katoden. I årevis blev virkninger, der blev observeret i den tidlige brintrelaterede forskning, tilskrevet vandets højere alkalinitet, fordi alkalinitet var den egenskab, ionisatoren udtrykkeligt blev markedsført på. Efterhånden som forskningen i molekylært brint modnedes, blev en større del af virkningen tilskrevet den tilfældige H2-gas frem for selve pH-forskydningen, fordi det at drikke alkalisk vand ikke ændrer kroppens egen indre pH, som forbliver stramt reguleret uanset hvad du drikker (også ifølge opsummeringen på Wikipedia ovenfor). Denne historik er den direkte årsag til, at man nogle gange antager, at en brintvandflaske fungerer på samme måde som en alkalisk ionisator: Den underliggende proces, elektrolyse, har samme navn for begge produkter, selvom de to apparater ikke er konstrueret til at bruge elektrolysen på samme måde.

Hvad en alkalisk ionisator faktisk er konstrueret til at gøre ved vand

En ionisators membran er der for med vilje at opdele vandet i de to strømme. Det er hele formålet med konstruktionen, og den alkaliske strøms forhøjede pH-værdi, ofte markedsført i intervallet 8 til 10, er produktets vigtigste salgsargument. En brintvandflaske har fra begyndelsen en anden opgave, og det er her, mekanismen reelt adskiller sig.

Hvad SPE/PEM-elektrolyse gør anderledes

Inde i en SPE/PEM-brintflaske (fast polymerelektrolyt/protonudvekslingsmembran) gør membranen noget mere afgrænset end en ionisators membran. Den sidder mellem to elektroder og lader kun protoner passere, mens den iltgas, der dannes ved anoden, sammen med eventuelle spor af ozon- eller klorbiprodukter, ledes ud gennem en separat åbning i stedet for at blive blandet tilbage i det vand, du drikker (læs den fulde forklaring på SPE/PEM-elektrolyse for en mere detaljeret gennemgang af mekanismen). Hydrion Core bruger for eksempel platinelektroder med dette protonudvekslingsdesign, specifikt for at vandet forbliver én sammenhængende strøm, der blot får tilført opløst brintgas, i stedet for at blive opdelt i de to separate sure og alkaliske strømme, som en ionisator producerer.

Denne adskillelse er også grunden til, at håndteringen af biprodukter har betydning ud over pH. Et apparat uden en ordentlig membran eller med en dårlig tætning omkring den kan lade nogle af de udledte biprodukter sive tilbage i vandet i stedet for at slippe ud. Det er et spørgsmål om renhed, som er forskelligt fra det pH-spørgsmål, denne artikel besvarer. En flaske kan bestå en pH-test og stadig være værd at undersøge for, hvor godt den isolerer biproduktgasserne, hvilket er en anden konstruktionsdetalje end den, der behandles her.

Målt pH: Hvad tests faktisk viser

En beskrivelse af mekanismen rækker kun et stykke, så det er nyttigt at se på en faktisk måling i stedet for at gå ud fra noget. Uafhængige laboratorietests af Hydrion Core målte vandet før brintberigelsen til pH 6,28 og det færdige vand til pH 6,33 bagefter, en forskel på cirka 0,05 pH-enheder. Det er så lidt, at det ligger inden for den normale variation, man ville forvente mellem to separate testforløb med det samme vand, og værdien forbliver tydeligt på den let sure side af neutral i stedet for at bevæge sig ind i det alkaliske område, som en ionisator er konstrueret til at nå. Til sammenligning markedsføres alkaliske ionisatorer typisk med udgangsværdier i pH-intervallet 8 til 10, så en reel pH-ændring af den størrelse ville være let at måle og se. En forskydning på 0,05 enheder er ikke det.

Dette resultat gælder specifikt Hydrion Core under de testforhold, laboratoriet har oplyst, ikke alle brintvandflasker på markedet. Et apparat med bare elektroder direkte i vandet i stedet for en protonudvekslingsmembran, eller et apparat med en utæt forsegling, kunne opføre sig anderledes. Denne forskel ville vise sig som et problem med renhed eller biprodukter, ikke som tegn på, at brintvand generelt hæver pH. Hvis du vil kontrollere et bestemt produkts egne målinger i stedet for ukritisk at stole på en påstand, der gælder hele produktkategorien, gennemgår denne guide til måling af brint i vand, hvilke værktøjer der giver en reel måling.

Hvorfor pH ikke er det vigtige tal her

Molekylet, der gør arbejdet i brintvand, er opløst H2-gas, som normalt angives i PPB (parts per billion) eller milligram pr. liter, og det er denne koncentration, der afgør, hvor meget brint vandet faktisk indeholder, uafhængigt af pH-værdien. Kroppen optager opløst H2 som gas, uanset om vandet, det kom i, blev målt til pH 6,3 eller 7,1. Derfor fortæller en lille forskel i pH-målingen ikke, om en flaske gør det, den skal. Hvis du vil se beregningerne af koncentrationen i stedet for at læse mere om pH-spørgsmålet, gennemgår denne forklaring på PPB versus PPM, hvilket niveau man typisk sigter efter, og hvorfor.

Det hjælper også at sætte vandets pH i perspektiv i forhold til kroppens egen kemi: Mavesyre har en pH-værdi på cirka 1,5 til 3,5, altså langt surere end noget drikkevand, du ville indtage. Derfor er en lille forskel i pH-værdien i glasset ikke en væsentlig stor variabel, når vandet først når maven. Nogle sælgere henviser til ORP-målinger (oxidations-reduktionspotentiale) som en hurtig indikator for, »hvor meget brint der er i dette vand«, men ORP påvirkes i sig selv af både pH og indholdet af opløste mineraler. En negativ ORP-måling er derfor højst et groft fingerpeg om retningen, ikke en præcis måling af hverken pH eller H2-koncentration. Det er værd at tage højde for dette forbehold, når du vurderer et apparats ORP-tal, i stedet for at betragte det som bevis på noget bestemt.

Hvad du skal undersøge i stedet for pH

Hvis du vurderer en brintvandflaske, fortæller pH-tallet alene dig meget lidt. Et mere nyttigt sted at starte er den elektrolysemetode, producenten oplyser: Et SPE/PEM-design med angivelse af membran og elektrodemateriale giver dig noget konkret at kontrollere, mens en produktbeskrivelse, der kun hævder, at vandet er »ioniseret« eller »alkalisk brintvand«, uden at beskrive mekanismen, er værd at læse grundigt, fordi de to processer faktisk giver forskelligt vand. Se derefter efter koncentrationsdata fra tredjepartstest eller gaskromatografisk verifikation frem for alene at stole på et markedsføringstal i PPB, ligesom tallene for Hydrion Core ovenfor stammer fra et eksternt laboratorium og ikke fra en intern påstand. Det er værd at betragte en oplyst pH-værdi som et tegn på renhed og ensartethed: At pH-værdierne i vandet før og efter behandlingen ligger tæt på hinanden, stemmer overens med en korrekt forseglet membran, men er ikke en sundhedspåstand i nogen retning.

Hydrion Core-brintvandflasken er apparatet bag de målte pH-data i denne artikel. Den er bygget på PEM-elektrodedesignet, der er beskrevet ovenfor, og er blevet testet af et uafhængigt laboratorium frem for blot at være beskrevet i markedsføringsmateriale. Hvis du vil have en bredere sammenligning af brintvand og alkalisk vand som kategorier, herunder historikken bag de fordele, der skabte forvirringen til at begynde med, gennemgår denne sammenligningsguide emnet mere detaljeret. Og hvis du nu prøver at finde ud af, hvor præcise forskellige målere og apparater er, ser den kommende sammenligning af målere til opløst brint nærmere på, hvilke værktøjer man kan stole på.