Είναι το νερό υδρογόνου αλκαλικό; Τι κάνει η ηλεκτρόλυση

Το νερό υδρογόνου δεν είναι μια μορφή αλκαλικού νερού. Η προσθήκη διαλυμένου αερίου υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης SPE/PEM και η μετατόπιση του pH προς την αλκαλική πλευρά της κλίμακας είναι δύο διαφορετικά πράγματα, και ένα καλοσχεδιασμένο μπουκάλι νερού υδρογόνου κάνει το πρώτο χωρίς να κάνει σε σημαντικό βαθμό το δεύτερο. Σε ανεξάρτητες εργαστηριακές δοκιμές στο Hydrion Core, ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου με μεμβράνη, μετρήθηκε αρχικό pH 6,28 στο νερό της πηγής και 6,33 στο τελικό, εμπλουτισμένο με υδρογόνο νερό: μια τόσο μικρή μεταβολή, που εμπίπτει στη φυσιολογική διακύμανση μεταξύ δοκιμών και δεν συνιστά ουσιαστική μετατόπιση προς την αλκαλική περιοχή. Για να καταλάβουμε γιατί, χρειάζεται να δούμε σύντομα τι μετρά το pH και πώς διαφέρει η ηλεκτρόλυση μέσα σε ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου από εκείνη μέσα σε έναν αλκαλικό ιονιστή.

• Το pH και η συγκέντρωση υδρογόνου είναι διαφορετικές μεταβλητές. Ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου έχει σχεδιαστεί για να αυξάνει το διαλυμένο H2, όχι για να μεταβάλλει την οξύτητα ή την αλκαλικότητα του νερού.
• Οι αλκαλικοί ιονιστές και τα μπουκάλια νερού υδρογόνου SPE/PEM χρησιμοποιούν και τα δύο ηλεκτρόλυση, αλλά για διαφορετικούς σκοπούς. Ένας ιονιστής έχει σχεδιαστεί για να διαχωρίζει το νερό σε ένα όξινο και ένα αλκαλικό ρεύμα. Ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου με μεμβράνη διοχετεύει το παραπροϊόν αέριο προς τα έξω και διατηρεί το πόσιμο νερό ως ένα ενιαίο ρεύμα.
• Οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν τα παραπάνω. Σε εργαστηριακές δοκιμές στο Hydrion Core διαπιστώθηκε μεταβολή 0,05 μονάδων pH από το νερό της πηγής έως το νερό εξόδου, η οποία δεν το μεταφέρει στην αλκαλική περιοχή.

Τι μετρά πραγματικά το pH

Το pH περιγράφει την ισορροπία μεταξύ ιόντων υδρογόνου (H+) και ιόντων υδροξειδίου (OH-) σε ένα υγρό, σε μια κλίμακα από 0 έως 14, με το 7 να βρίσκεται στο ουδέτερο μέσο της (πηγή: USGS Water Science School). Ένδειξη κάτω από 7 σημαίνει ότι το νερό έχει περισσότερα ελεύθερα ιόντα υδρογόνου σε σχέση με τα ιόντα υδροξειδίου, κάτι που οι χημικοί ονομάζουν όξινο. Ένδειξη πάνω από 7 σημαίνει το αντίθετο: περισσότερα ιόντα υδροξειδίου, δηλαδή το βασικό ή αλκαλικό μέρος της κλίμακας. Τα περισσότερα νερά βρύσης και τα περισσότερα εμφιαλωμένα νερά βρίσκονται κοντά σε αυτό το ουδέτερο μέσο, συνήθως κάπου από τα μέσα του 6 έως τα μέσα του 8, ανάλογα με την πηγή. Αυτή η αρχική τιμή έχει σημασία εδώ, επειδή από αυτή ξεκινά κάθε διαδικασία ηλεκτρόλυσης προτού μπορέσει να αλλάξει οτιδήποτε.

Τίποτα από τα παραπάνω δεν αφορά ακόμη το αέριο υδρογόνο. Το pH περιγράφει την ισορροπία των ιόντων, ενώ το μοριακό υδρογόνο (H2) είναι ένα διαλυμένο αέριο που συμπεριφέρεται ανεξάρτητα από αυτή την ισορροπία. Ένα μπουκάλι μπορεί να αυξήσει σημαντικά το διαλυμένο H2, αφήνοντας παράλληλα την ισορροπία των ιόντων και, επομένως, το pH κοντά στην αρχική τους τιμή. Το αν συμβαίνει πράγματι αυτό εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο είναι σχεδιασμένη η ηλεκτρόλυση μέσα στη συσκευή, και αυτός είναι ο μηχανισμός που αξίζει να εξετάσουμε στη συνέχεια.

Γιατί συγχέονται το αλκαλικό νερό και το νερό υδρογόνου

Η σύγχυση έχει πραγματική ιστορική βάση. Οι αλκαλικοί ιονιστές νερού χρησιμοποιούν ηλεκτρόλυση με μεμβράνη ανταλλαγής ιόντων, ειδικά σχεδιασμένη ώστε να χωρίζει το εισερχόμενο νερό σε δύο ξεχωριστά ρεύματα: ένα πιο όξινο και ένα πιο αλκαλικό, με το αλκαλικό ρεύμα να οδηγείται στη βρύση για πόση (πηγή: Αλκαλικό νερό, Wikipedia). Η ίδια αντίδραση ηλεκτρόλυσης παράγει επίσης μια ποσότητα αερίου υδρογόνου ως παραπροϊόν στην κάθοδο. Για χρόνια, τα οφέλη που παρατηρήθηκαν στις πρώτες έρευνες γύρω από το υδρογόνο αποδίδονταν στην αυξημένη αλκαλικότητα του νερού, καθώς η αλκαλικότητα ήταν το χαρακτηριστικό που προβαλλόταν ρητά στην εμπορική προώθηση του ιονιστή. Καθώς ωρίμαζε η έρευνα για το μοριακό υδρογόνο, όλο και περισσότερες από αυτές τις επιδράσεις αποδίδονταν στο αέριο H2 που παραγόταν παρεμπιπτόντως και όχι στην ίδια τη μεταβολή του pH, αφού η κατανάλωση αλκαλικού νερού δεν αλλάζει το εσωτερικό pH του οργανισμού, το οποίο παραμένει αυστηρά ρυθμισμένο ανεξάρτητα από το τι πίνετε (όπως αναφέρεται και στην παραπάνω σύνοψη της Wikipedia). Αυτό το ιστορικό εξηγεί άμεσα γιατί μερικές φορές θεωρείται ότι ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου λειτουργεί όπως ένας αλκαλικός ιονιστής: η υποκείμενη διαδικασία, η ηλεκτρόλυση, είναι ίδια ως όρος και για τα δύο προϊόντα, παρόλο που οι συσκευές δεν είναι σχεδιασμένες να κάνουν το ίδιο πράγμα με αυτήν.

Τι ακριβώς είναι σχεδιασμένος να κάνει ένας αλκαλικός ιονιστής στο νερό

Η μεμβράνη ενός ιονιστή υπάρχει για να διαχωρίζει σκόπιμα το νερό σε αυτά τα δύο ρεύματα. Αυτός είναι ο αποκλειστικός σχεδιαστικός του στόχος, και το αυξημένο pH του αλκαλικού ρεύματος, που συχνά προβάλλεται ως τιμή από 8 έως 10, είναι το βασικό χαρακτηριστικό του προϊόντος. Ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου έχει διαφορετικό σκοπό εξαρχής, και εκεί ακριβώς αρχίζει να διαφοροποιείται ο μηχανισμός.

Τι κάνει διαφορετικά η ηλεκτρόλυση SPE/PEM

Μέσα σε ένα μπουκάλι υδρογόνου SPE/PEM (ηλεκτρολύτης στερεού πολυμερούς / μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων), η μεμβράνη επιτελεί μια πιο περιορισμένη λειτουργία από τη μεμβράνη ενός ιονιστή. Βρίσκεται ανάμεσα σε δύο ηλεκτρόδια και επιτρέπει τη διέλευση μόνο πρωτονίων, ενώ το αέριο οξυγόνο που παράγεται στην άνοδο, μαζί με τυχόν ίχνη όζοντος ή υποπροϊόντων χλωρίου, διοχετεύεται προς τα έξω από ξεχωριστή έξοδο αντί να αναμειγνύεται ξανά με το νερό που πίνετε (διαβάστε την πλήρη επεξήγηση της ηλεκτρόλυσης SPE/PEM για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τον μηχανισμό). Για παράδειγμα, το Hydrion Core χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια πλατίνας με αυτόν τον σχεδιασμό ανταλλαγής πρωτονίων, ώστε το νερό να παραμένει ένα συνεχές ρεύμα που απλώς εμπλουτίζεται με διαλυμένο αέριο υδρογόνου, αντί να διαχωρίζεται στις δύο ξεχωριστές όξινες και αλκαλικές εξόδους που παράγει ένας ιονιστής.

Αυτός ο διαχωρισμός εξηγεί επίσης γιατί ο χειρισμός των παραπροϊόντων έχει σημασία και πέρα από το pH. Μια συσκευή χωρίς κατάλληλη μεμβράνη ή με ανεπαρκή στεγανοποίηση γύρω από τη μεμβράνη μπορεί να επιτρέψει σε ορισμένα από αυτά τα παραπροϊόντα που διοχετεύονται προς τα έξω να επιστρέψουν στο νερό αντί να διαφύγουν, κάτι που αποτελεί ζήτημα καθαρότητας, διαφορετικό από το ερώτημα για το pH που πραγματεύεται αυτό το άρθρο. Ένα μπουκάλι μπορεί να περάσει μια δοκιμή pH και παρ’ όλα αυτά να αξίζει να ελεγχθεί ως προς το πόσο καλά απομονώνει τα παραπροϊόντα αέρια του· πρόκειται για ξεχωριστή σχεδιαστική λεπτομέρεια από αυτήν που εξετάζεται εδώ.

Μετρημένο pH: τι δείχνουν οι δοκιμές στην πράξη

Η περιγραφή του μηχανισμού έχει τα όριά της, γι’ αυτό είναι χρήσιμο να εξετάσουμε μια πραγματική μέτρηση αντί να κάνουμε υποθέσεις. Σε ανεξάρτητες εργαστηριακές δοκιμές στο Hydrion Core, το pH του νερού της πηγής μετρήθηκε σε 6,28 πριν από τον εμπλουτισμό με υδρογόνο, ενώ το pH του τελικού νερού εξόδου μετρήθηκε σε 6,33 μετά τον εμπλουτισμό, δηλαδή διαφορά περίπου 0,05 μονάδων pH. Η διαφορά είναι τόσο μικρή, που εμπίπτει στη φυσιολογική διακύμανση που θα περιμένατε μεταξύ δύο ξεχωριστών δοκιμών στο ίδιο νερό, και παραμένει σταθερά στην ελαφρώς όξινη πλευρά του ουδέτερου, αντί να περνά στην αλκαλική περιοχή στην οποία είναι σχεδιασμένος να φτάνει ένας ιονιστής. Για σύγκριση, οι αλκαλικοί ιονιστές προωθούνται συνήθως με τιμές εξόδου από 8 έως 10 pH βάσει σχεδιασμού, οπότε μια πραγματική μεταβολή pH αυτού του μεγέθους θα μετριόταν και θα ήταν εύκολα ορατή· μια μεταβολή 0,05 μονάδων δεν είναι κάτι τέτοιο.

Το αποτέλεσμα αυτό αφορά συγκεκριμένα το Hydrion Core, υπό τις δηλωμένες συνθήκες δοκιμής του εργαστηρίου, και όχι κάθε μπουκάλι νερού υδρογόνου στην αγορά. Μια συσκευή που χρησιμοποιεί γυμνά ηλεκτρόδια απευθείας μέσα στο νερό αντί για μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων ή μια συσκευή με φθαρμένη στεγανοποίηση θα μπορούσε να συμπεριφέρεται διαφορετικά, και αυτή η διαφορά θα φαινόταν ως ζήτημα καθαρότητας ή παραπροϊόντων, όχι ως ένδειξη ότι το νερό υδρογόνου γενικά αυξάνει το pH. Αν θέλετε να ελέγξετε τους αριθμούς ενός συγκεκριμένου προϊόντος αντί να βασιστείτε σε έναν γενικό ισχυρισμό για ολόκληρη την κατηγορία, αυτός ο οδηγός για τη μέτρηση του υδρογόνου στο νερό εξηγεί ποια εργαλεία δίνουν πραγματική ένδειξη.

Γιατί το pH δεν είναι ο αριθμός που έχει σημασία εδώ

Το μόριο που δρα στο νερό υδρογόνου είναι το διαλυμένο αέριο H2, το οποίο συνήθως αναφέρεται σε μέρη ανά δισεκατομμύριο (PPB) ή σε χιλιοστόγραμμα ανά λίτρο. Αυτή η συγκέντρωση καθορίζει πόσο υδρογόνο περιέχει πραγματικά το νερό, ανεξάρτητα από το pH του. Ο οργανισμός απορροφά το διαλυμένο H2 ως αέριο, είτε το νερό στο οποίο βρίσκεται έχει μετρηθεί σε pH 6,3 είτε σε 7,1, επομένως μια μικρή διαφορά στην ένδειξη του pH δεν είναι η μεταβλητή που δείχνει αν ένα μπουκάλι κάνει τη δουλειά του. Για όσους θέλουν να δουν τους υπολογισμούς της συγκέντρωσης αντί να εξετάσουν το pH, αυτή η ανάλυση των PPB έναντι των ppm εξηγεί ποιο επίπεδο αποτελεί συνήθως στόχο και γιατί.

Βοηθά επίσης να εξετάσουμε το pH του νερού σε σχέση με τη χημεία του ίδιου του οργανισμού: τα γαστρικά οξέα έχουν pH περίπου 1,5 έως 3,5, δηλαδή είναι πολύ πιο όξινα από οποιοδήποτε πόσιμο νερό καταπίνετε, επομένως μια μικρή διαφορά στο pH του νερού μέσα στο ποτήρι δεν αποτελεί ουσιαστικά σημαντική μεταβλητή όταν φτάσει στο στομάχι σας. Ορισμένοι πωλητές αναφέρουν μετρήσεις ORP (δυναμικού οξειδοαναγωγής) ως έναν γρήγορο τρόπο εκτίμησης του «πόσο υδρογόνο περιέχει αυτό το νερό», όμως το ORP επηρεάζεται τόσο από το pH όσο και από την περιεκτικότητα σε διαλυμένα μέταλλα. Επομένως, μια αρνητική ένδειξη ORP είναι, στην καλύτερη περίπτωση, μια χονδρική ένδειξη της τάσης και όχι μια καθαρή μέτρηση είτε του pH είτε της συγκέντρωσης H2. Καλό είναι να αντιμετωπίζετε την τιμή ORP μιας συσκευής λαμβάνοντας υπόψη αυτή την επιφύλαξη και όχι ως απόδειξη κάποιου συγκεκριμένου ισχυρισμού.

Τι να ελέγξετε αντί για το pH

Αν αξιολογείτε ένα μπουκάλι νερού υδρογόνου, ο αριθμός του pH από μόνος του λέει ελάχιστα. Ένα πιο χρήσιμο σημείο εκκίνησης είναι η μέθοδος ηλεκτρόλυσης που αναφέρει ο κατασκευαστής: ένας σχεδιασμός SPE/PEM με δηλωμένη μεμβράνη και υλικό ηλεκτροδίων σάς δίνει συγκεκριμένα στοιχεία που μπορείτε να επαληθεύσετε. Αντίθετα, αξίζει να διαβάσετε προσεκτικά μια καταχώριση που ισχυρίζεται μόνο ότι προσφέρει «ιονισμένο» ή «αλκαλικό νερό υδρογόνου», χωρίς να περιγράφει τον μηχανισμό, καθώς οι δύο αυτές διαδικασίες παράγουν πραγματικά διαφορετικό νερό. Στη συνέχεια, αναζητήστε δεδομένα συγκέντρωσης από δοκιμές τρίτου μέρους ή επαλήθευση με αεριοχρωματογράφο, αντί να βασιστείτε μόνο σε έναν αριθμό PPB από το μάρκετινγκ, όπως ακριβώς και οι αριθμοί του Hydrion Core που αναφέρονται παραπάνω προέρχονται από εξωτερικό εργαστήριο και όχι από ισχυρισμό της ίδιας της εταιρείας. Αξίζει να θεωρείτε μια δηλωμένη τιμή pH ένδειξη καθαρότητας και συνέπειας, καθώς το ότι το pH της πηγής και του νερού εξόδου παραμένει κοντά είναι συμβατό με σωστά στεγανοποιημένη μεμβράνη, και όχι ισχυρισμό υγείας προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Το Hydrion Core Μπουκάλι νερού υδρογόνου είναι η συσκευή πίσω από τα μετρημένα δεδομένα pH αυτού του άρθρου. Βασίζεται στον σχεδιασμό ηλεκτροδίων PEM που περιγράφεται παραπάνω και έχει δοκιμαστεί από ανεξάρτητο εργαστήριο, αντί να παρουσιάζεται μόνο μέσα από κείμενα μάρκετινγκ. Αν θέλετε μια ευρύτερη σύγκριση του νερού υδρογόνου και του αλκαλικού νερού ως κατηγοριών, μαζί με το ιστορικό των οφελών που δημιούργησε εξαρχής τη σύγχυση, αυτός ο συγκριτικός οδηγός εξετάζει το θέμα με περισσότερες λεπτομέρειες. Και αν θέλετε στη συνέχεια να ξεκαθαρίσετε την ακρίβεια των μετρήσεων μεταξύ διαφορετικών μετρητών και συσκευών, η επερχόμενη σύγκριση των μετρητών διαλυμένου υδρογόνου εξετάζει συγκεκριμένα ποια εργαλεία είναι αξιόπιστα.