Voiko vetyvettä jäädyttää? Mitä vedylle tapahtuu

Kyllä, vetyvettä voi laittaa pakastimeen, mutta jäädyttäminen ei säilytä veteen liuennutta vetyä samalla tavalla kuin se säilyttää itse veden. Kun neste muuttuu jääksi, sama fysikaalinen prosessi, joka työntää liuenneen ilman pois tavallisesta jääpalasta, työntää myös liuenneen vedyn kasvavan jääkiteen ulkopuolelle. Sulatettu jääpala on siis kelvollinen tapa saada kylmää vettä, mutta epäluotettava tapa säilyttää tuottamasi vety.

• Jää muodostaa järjestäytyneen kiderakenteen, jossa liuenneelle kaasulle ei juuri ole tilaa. Siksi jäätyminen työntää kaasun pois liuoksesta sen sijaan, että lukitsisi sen sisäänsä – tästä syystä tavalliset jääpalat näyttävät usein keskeltä sameilta.
• Kylmä nestemäinen vesi säilyttää liuenneen vedyn paremmin kuin lämmin vesi, joten vetyveden säilyttäminen jääkaapissa (jäädyttämättä sitä) on aidosti hyödyllinen tapa hidastaa vedyn häviämistä.
• Vety on jo valmiiksi yksi heikoimmin liukenevista ja nopeimmin vedestä poistuvista liuenneista kaasuista, joten se soveltuu huonosti prosessiin, jossa liuennutta kaasua keskitetään ja poistetaan.
• Tässä ei ole saatavilla hallitussa mittauksessa saatua tietoa siitä, kuinka paljon vetyä säilyy jäädytys-sulatussyklin aikana, joten sulatettua jääpalaa kannattaa pitää tavallisena kylmänä vetenä mitatun vetyannoksen sijaan.

Mitä vetyveden jäätyessä oikeastaan tapahtuu

Kun vesi jäähtyy kohti jäätymispistettään, se ei muutu jääksi kerralla. Kiteytyminen alkaa jostakin kohdasta astiassa ja etenee nesteen läpi. Kiteellä on hyvin tarkka ja tiiviisti järjestäytynyt molekyylirakenne, jossa on vain vähän tilaa millekään muulle kuin vesimolekyyleille. Liuenneet kaasut eivät mahdu tähän hilarakenteeseen, joten jään kasvaessa se työntää kaasun edellään vielä jäätymättömään veteen sen sijaan, että sulkisi sen jään sisään.

Miksi tavalliset jääpalat muuttuvat keskeltä sameiksi

Juuri tästä syystä tavallinen kotipakastimesta otettu jääpala näyttää usein reunoilta kirkkaalta mutta keskeltä samealta tai valkoiselta. Liuennut ilma poistuu liuoksesta jäätymisrintaman edetessä, muodostaa mikroskooppisia kuplia ja jää loukkuun kohtaan, jossa kaikilta puolilta kasvava jää lopulta sulkeutuu sen ympärille (lähde: Jääpala – Wikipedia). Merivedessä sama ilmiö näkyy voimakkaampana: kun merivesi jäätyy, suurin osa liuenneesta suolasta hylkiytyy kasvavista jääkiteistä ja väkevöityy jäljelle jäävään nesteeseen eli suolaliuokseen sen sijaan, että jäisi itse jäähän (lähde: Merijää – Wikipedia). Myös teollisessa puhdistuksessa hyödynnetään tarkoituksella samaa periaatetta: vyöhykesulatuksessa liikkuva sulamisvyöhyke työntää liuenneita epäpuhtauksia etenevän kiinteän aineen rintaman edelle, koska epäpuhtaudet pysyvät mieluummin nestemäisessä kuin jäätyvässä faasissa (lähde: Vyöhykesulatus – Wikipedia). Vetyveden jäädyttäminen noudattaa samaa poissulkeutumisen mallia: veteen liuennut vetykaasu käyttäytyy kuten jääpalan sisältämä ilma tai meriveden suola, ei kuten kiinteä aine, joka kulkeutuu veden mukana sen jähmettyessä.

Sisältääkö jäädytetty vetyvesi vetyä vielä sulatuksen jälkeen

Kannattaa erottaa toisistaan kaksi asiaa, jotka usein niputetaan yhteen: kylmyys ja jäätyminen. Henryn lain mukaan tavallisten veteen liuenneiden kaasujen liukoisuus kasvaa, kun vesi jäähtyy tavanomaisella lämpötila-alueella. Siksi kaasu pysyy liuenneena pidempään kylmässä pullossa kuin huoneenlämpöön jätetyssä pullossa (lähde: Henryn laki – Wikipedia). Hydrionin omissa vetyä koskevissa hälvenemisohjeissa todetaan, että kylmässä vedessä liuennut vety säilyy pidempään kuin lämpimässä vedessä, että täysi ja suljettu astia, jossa on mahdollisimman vähän tyhjää tilaa, säilyttää vedyn parhaiten ja että ravistaminen tai kaataminen nopeuttaa vedyn häviämistä. Katso kuinka kauan vety todella säilyy vedessä sen tuottamisen jälkeen, niin saat kattavan selvityksen lämpötilan, astian ja käsittelyn vaikutuksista veden pysyessä nesteenä.

Miksi kylmänä säilyttäminen nesteenä ei ole sama asia kuin jäädyttäminen

Jäätyminen on eri asia kuin pelkkä jäähdyttäminen. Kaasun poissulkeutumisprosessin aiheuttaa edellä kuvattu olomuodon muutos, ei kylmä lämpötila. Siksi osa liuenneesta vedystä todennäköisesti työntyy mikroskooppisiin kupliin tai viimeiseen jäätyvään vesitaskuun sen sijaan, että leviäisi tasaisesti jäähän. Vety on jo valmiiksi yksi pienimmistä ja heikoimmin liukenevista kaasuista, joita ihmiset liuottavat juomaveteen tarkoituksella. Tämä on yksi syy siihen, miksi Hydrionin omissa ohjeissa suositellaan juomaan vesi noin viiden minuutin kuluessa sen tuottamisesta parhaan vaikutuksen saamiseksi (lähde: Hydrion Core Vetyvesipullo – tuotesivu). Kaasu, joka karkaa näin nopeasti huoneenlämpöön jätetystä vedestä, soveltuu huonosti prosessiin, joka on suunniteltu keskittämään ja poistamaan liuennutta kaasua. Tässä ei ole saatavilla hallittua jäädytys-sulatusmittausta, joten rehellinen vastaus on, että sulatetusta jääpalasta on kadonnut merkittävä, vaikeasti ennustettava osa vedystä, ei jokin tietty, täsmällisesti ilmoitettava prosenttiosuus.

Voiko vetyvedestä tehdä jääpaloja

Fysikaalisesti kyllä: vetyveden voi kaataa jääpalamuottiin, ja se jäätyy samalla tavalla kuin mikä tahansa vesi. Kysymys kuuluu, toimiiko syntynyt jääpala yhä vetyvetenä. Edellä kuvattu kaasun poissulkeutumismekanismi viittaa siihen, että enimmäkseen ei: liuennut vety väkevöityy ja työntyy kohti viimeisenä jäätyvää aluetta jääpalan muodostuessa sen sijaan, että se lukittuisi tasaisesti sen sisään. Kirkkaan jään valmistusmenetelmät, kuten hidas tai suunnattu jäädyttäminen, toimivat itse asiassa antamalla liuenneelle kaasulle enemmän aikaa paeta vielä nestemäiseen veteen tai ympäröivään ilmaan ennen kuin jää sulkeutuu. Näin syntyy kirkkaampia jääpaloja juuri siksi, että niiden sisään jää vähemmän kaasua – eli päinvastoin kuin haluaisit, jos tavoitteena olisi säilyttää vety. Vetyvettä ei voi käytännössä jäädyttää jääpaloiksi niin, että niiden vetypitoisuus olisi ennustettava ja tasainen. Siksi vetyvesijääpaloja on järkevämpää ajatella kylminä, maultaan ja mineraalipitoisuudeltaan vetyveden kaltaisina jääpaloina, kuin tapana annostella vetyä.

Luotettavampi tapa pitää vetyvettä valmiina

Jos tavoitteena on helppous, tuore pullollinen kannattaa valmistaa lähellä sitä hetkeä, jolloin aiot juoda sen. Näin vältät jäädyttämiseen ja sulattamiseen liittyvän kysymyksen kokonaan, koska veden ei tarvitse käydä läpi olomuodon muutosta ennen juomista. Näin Hydrion Core Vetyvesipullo on tarkoitettu käytettäväksi: käynnistä elektrolyysisykli ja juo vesi pian sen jälkeen sen sijaan, että säilyttäisit sitä myöhempää käyttöä varten.

Jos tavoitteena on saada vesi kylmäksi etukäteen, jääkaappi hoitaa sen ilman pakastimen aiheuttamaa haittaa: se pitää veden samassa nestemäisessä olomuodossa, jossa matalampi lämpötila todella auttaa vetyä säilymään pidempään, sen sijaan että kaasu työntyisi ulos olomuodon muutoksen seurauksena. Jos haluat tietää, miten pullo alun perin lisää vetyä veteen, katso miten vetyvesipullot tuottavat veteen liuennutta vetyä elektrolyysin avulla. Jos jäädyttäminen herätti laajemman kysymyksen siitä, miten liuennut kaasu yleensä käyttäytyy vedessä, artikkeleissa onko vetyvesi hiilihapotettua ja mitä pullon ravistaminen tekee liuenneelle kaasulle käsitellään kahta muuta tapaa, joilla kaasua vapautuu. Lämpötilan vaikutusta asteikon toisessa päässä käsitellään artikkelissa mitä vetyveden kuumentaminen tekee sen vetypitoisuudelle.