Quelle quantité d’hydrogène dans un verre d’eau à l’hydrogène ? (mg et molécules)
Si vous connaissez déjà la valeur en PPB de votre bouteille, le moyen le plus direct de répondre à la question « quelle quantité d’hydrogène ? » consiste à convertir cette concentration en quantité réelle, car une valeur en PPB est en soi un ratio, pas une quantité, et une même valeur versée dans deux volumes différents donne deux quantités totales différentes. Une portion de 300 ml provenant d’une Bouteille d'eau hydrogénée Hydrion Core, dont la valeur nominale est de 5 000 PPB, contient environ 1,5 milligramme d’hydrogène dissous (H2). Tout ce qui suit explique d’où vient ce chiffre, comment effectuer la même conversion à partir de la fiche technique de n’importe quel produit et comment la masse d’une dose à boire se compare à celle du gaz produit par un appareil d’inhalation.
- Une concentration, qu’elle soit exprimée en PPB ou en PPM, ne devient une quantité d’hydrogène qu’une fois multipliée par le volume que vous buvez réellement. Comparer des produits uniquement sur la base des PPB peut donc induire en erreur lorsque leurs portions sont de tailles différentes.
- Pour convertir les PPB en milligrammes, une relation simple suffit : la densité de l’eau étant proche de 1 kilogramme par litre, 1 PPB de gaz dissous correspond à environ 1 microgramme par litre.
- Pour passer de là au nombre de molécules, il faut deux constantes supplémentaires, la masse molaire de H2 et le nombre d’Avogadro. Cela montre surtout qu’une très petite masse correspond à un nombre immense de molécules individuelles.
- La quantité d’hydrogène pouvant se dissoudre dans l’eau est limitée par une valeur physique maximale. Les chiffres plus élevés d’une bouteille fraîchement préparée décrivent donc un état temporaire après électrolyse, et non une valeur que l’eau conserve indéfiniment.
Pourquoi une valeur en PPB ne vous dit pas quelle quantité d’hydrogène vous consommez
Les parties par milliard et les parties par million expriment le rapport entre la masse d’hydrogène et celle de l’eau. Ce chiffre indique donc la concentration de l’eau, mais ne dit rien, à lui seul, de la quantité totale d’hydrogène que vous allez boire. Deux produits Hydrion l’illustrent clairement : le Core affiche jusqu’à 5 000 PPB pour un cycle de 300 ml, tandis que le Pulse atteint jusqu’à 8 000 PPB, mais ne contient que 280 ml. Une valeur en PPB plus élevée dans une bouteille plus petite ne signifie pas automatiquement qu’elle délivre davantage d’hydrogène. Pour le savoir, il faut inclure le volume dans le calcul, ce que fait la section suivante.
Des PPB aux milligrammes : la conversion directe
La conversion repose sur une caractéristique de l’eau : sa densité est proche de 1 kilogramme par litre. Une concentration mesurée en parties par milliard en masse correspond donc presque exactement à des microgrammes par litre (source : Wikipedia, notation en parties par milliard). Il suffit donc de multiplier la valeur nominale en PPB d’un produit par le volume que vous buvez, exprimé en litres, pour obtenir directement la masse d’hydrogène dissous. Le même calcul s’applique à tous les formats à boire Hydrion, dès lors que vous connaissez leur valeur nominale en PPB et le volume de leur portion.
Core : 300 ml à 5 000 PPB
En multipliant 5 000 microgrammes par litre par 0,3 litre, on obtient 1 500 microgrammes, soit environ 1,5 mg d’H2 dissous dans une bouteille pleine de 300 ml, à sa concentration nominale.
Pulse : 280 ml, jusqu’à 8 000 PPB
Pour un cycle de 280 ml à 8 000 PPB, avec le réglage de 10 minutes, la bouteille Pulse contient environ 2,2 mg. Son mode plus rapide de 5 minutes, évalué à environ 4 000 PPB, fournit près de 1,1 mg dans le même volume de 280 ml. Le cycle plus court n’est pas une version réduite de la même quantité : il contient réellement environ moitié moins d’hydrogène dissous, pour un temps d’attente à peu près deux fois plus court.
NOVA : 2 l, jusqu’à 3 000 PPB
Comme la carafe NOVA peut contenir 2 litres, son cycle de 20 minutes, jusqu’à 3 000 PPB, correspond à environ 6 mg pour la carafe entière. L’option plus rapide de 10 minutes, évaluée à environ 2 000 PPB, donne environ 4 mg dans les mêmes 2 litres. Le volume plus important joue ici un rôle bien réel : même si la valeur en PPB de NOVA est inférieure à celle de Core ou de Pulse, la masse totale par carafe est plus élevée, tout simplement parce qu’une plus grande quantité d’eau transporte le gaz dissous.
Comprimés H2 : 8 PPM dans 500 ml
La valeur nominale d’un comprimé H2 Hydrion est de 8 PPM, soit 8 000 PPB, lorsqu’il est dissous dans 500 ml d’eau. En appliquant le même calcul — 8 000 microgrammes par litre multipliés par 0,5 litre — on obtient environ 4 mg d’hydrogène dissous par verre, une fois le comprimé entièrement dissous.
| Produit | Volume | Valeur nominale en PPB | Quantité approximative de H2 dissous |
|---|---|---|---|
| Bouteille Core | 300 ml | 5 000 | ~1,5 mg |
| Bouteille Pulse (mode 10 min) | 280 ml | 8 000 | ~2,2 mg |
| Bouteille Pulse (mode 5 min) | 280 ml | 4 000 | ~1,1 mg |
| Carafe NOVA (cycle de 20 min) | 2 000 ml | 3 000 | ~6 mg |
| Carafe NOVA (cycle de 10 min) | 2 000 ml | 2 000 | ~4 mg |
| Comprimé H2 | 500 ml | 8 000 (8 PPM) | ~4 mg |
Une fois que vous avez obtenu la valeur en milligrammes correspondant au volume que vous buvez réellement, vous disposez d’un chiffre comparable quel que soit le type de bouteille, de carafe ou de comprimé. C’est une base de comparaison plus juste que de mettre côte à côte des valeurs en PPB calculées pour des portions de tailles différentes.
Des milligrammes aux molécules : combien de molécules H2 cela représente-t-il ?
Pour convertir une quantité en milligrammes en nombre de molécules, il faut deux constantes supplémentaires : la masse molaire de l’hydrogène gazeux, soit environ 2,016 grammes par mole (source : NIST Chemistry WebBook), et le nombre d’Avogadro, soit environ 6,022 x 10^23 molécules par mole (source : NIST CODATA). La masse molaire permet de convertir une masse en nombre de moles, et le nombre d’Avogadro permet de convertir les moles en nombre réel de molécules : les deux opérations s’effectuent donc l’une après l’autre.
Appliqué aux quelque 1,5 mg par bouteille de Core : diviser 1,5 mg par 2,016 g par mole donne environ 0,00074 mole de H2. En multipliant ce résultat par le nombre d’Avogadro, on obtient environ 4,5 x 10^20 molécules, soit quelque 450 trillions. Il s’agit de la même quantité physique décrite de deux façons : une fois avec une unité assez petite pour être pesée sur une balance de cuisine, et une fois avec une unité conçue pour compter des particules individuelles. Le deuxième chiffre est si élevé parce qu’une seule molécule d’hydrogène est si petite, et non parce que la quantité d’hydrogène réellement présente dans la bouteille a changé.
Pour en savoir plus sur ce qu’est cette molécule et sur l’importance de sa petite taille pour son déplacement dans l’eau, consultez cette explication de l’hydrogène moléculaire. Cette section se limite à une conversion d’unités : elle ne dit rien du nombre de ces molécules qui atteignent un tissu donné ou que l’organisme utilise, une question distincte à laquelle le calcul de conversion ne peut pas répondre à lui seul.
La limite : pourquoi les PPB ne peuvent pas augmenter indéfiniment
La solubilité de l’hydrogène dans l’eau a une limite physique. D’après la constante de la loi de Henry pour l’hydrogène gazeux, cette limite à l’équilibre, pour de l’eau laissée au contact d’hydrogène gazeux à environ 1 atmosphère et à température ambiante, est d’environ 1,6 mg par litre, soit quelque 1 600 PPB (source : NIST Chemistry WebBook, données sur la loi de Henry). Ce chiffre décrit une eau en équilibre avec le gaz qui la surplombe, à la concentration déterminée par la physique et qui s’y maintient tant que les conditions ne changent pas.
Les valeurs de 5 000 à 8 000 PPB affichées pour Core, Pulse et les comprimés H2 dépassent largement cette limite à l’équilibre. La raison tient au moment où la mesure est effectuée, et non à une contradiction avec les lois de la physique : l’électrolyse place l’eau dans une bouteille fermée et crée un état temporaire de sursaturation, maintenu par une légère pression interne dans le récipient fermé. Une fois le bouchon retiré et la pression relâchée, l’hydrogène dissous commence à revenir vers la valeur d’équilibre d’environ 1 600 PPB. C’est pourquoi la valeur en PPB indiquée sur l’étiquette correspond en réalité à un point de départ, et non à une concentration que l’eau conserve indéfiniment. Pour en savoir plus sur la vitesse à laquelle cette concentration diminue une fois la bouteille ouverte, consultez cet article sur la durée de conservation de l’hydrogène dans l’eau.
Rien de tout cela ne signifie que la valeur en PPB indiquée est inexacte : une bouteille fraîchement préparée commence bien à sa concentration nominale indiquée. En pratique, le détail utile est le délai entre la production et le moment où vous la buvez, puisque c’est ce délai qui détermine quelle part de la valeur indiquée est encore dissoute lorsqu’elle arrive jusqu’à vous. Pour vérifier la concentration réelle d’une bouteille au lieu de vous fier à la valeur nominale, consultez ce guide sur les appareils de mesure de l’hydrogène dissous ; pour voir comment la valeur en PPB augmente minute après minute au cours d’un cycle, consultez cet article sur la durée de production.
Comparer une dose à boire à la production d’un appareil d’inhalation
Les appareils d’inhalation indiquent leur production d’hydrogène sous la forme d’un débit gazeux, en millilitres de gaz par minute. Il s’agit d’un type de mesure différent d’une concentration dissoute : il faut donc convertir les deux valeurs dans une unité commune, les milligrammes de H2, avant de pouvoir les comparer. L’explication des PPB et des PPM traite de la concentration ; pour le gaz, on utilise la relation des gaz parfaits entre la pression, le volume et la température d’un gaz, fondée sur la constante molaire des gaz parfaits (source : NIST CODATA).
En supposant que la production soit proche de la température ambiante et de la pression atmosphérique, qui constituent les conditions de référence habituelles pour exprimer un débit gazeux, 1 mole d’hydrogène gazeux occupe environ 24,5 litres. Un débit donné en millilitres par minute peut donc être converti en moles par minute, puis en milligrammes par minute à l’aide de la masse molaire de l’hydrogène.
Hydrion Zenith publie sept niveaux de débit. Deux d’entre eux, 300 ml/min et 600 ml/min, sont présentés spécifiquement comme de l’hydrogène pur, avec une pureté annoncée de 99,99 %. La conversion de ces deux réglages donne environ 24,7 mg de H2 gazeux par minute pour le débit le plus faible et environ 49,4 mg par minute pour le plus élevé des deux réglages d’hydrogène pur. Les autres réglages, de 450 à 1 800 ml/min, mélangent de l’oxygène à l’hydrogène. La page produit n’indique pas quelle proportion de ce débit combiné correspond à l’hydrogène : les informations disponibles ne suffisent donc pas pour convertir ces réglages en masse d’hydrogène, et cet article ne fait aucune estimation à ce sujet.
Comparé aux quelque 1,5 mg contenus dans une bouteille Core de 300 ml, le réglage d’inhalation d’hydrogène pur le plus faible délivre une masse comparable de H2 gazeux en moins de quatre secondes, et le plus élevé des deux réglages d’hydrogène pur le fait en moins de deux secondes. Cet écart s’explique par la densité du gaz : un volume donné d’hydrogène gazeux pur contient bien davantage de H2 en masse que le même volume d’eau transportant quelques milliers de parties par milliard de gaz dissous. C’est un fait lié à la densité, et non une affirmation selon laquelle l’une des voies permet à l’organisme d’utiliser davantage d’hydrogène. Boire fait passer l’hydrogène par le système digestif, tandis que l’inhaler le fait passer par les poumons. Égaler les milligrammes sur le papier ne dit rien de la quantité d’hydrogène absorbée par l’une ou l’autre voie, ni de la comparaison physiologique entre les deux. Comparer les masses et comparer les bénéfices sont deux questions différentes, et seule la première trouve une réponse ici.
Faire le calcul soi-même
Pour effectuer la conversion complète, il suffit de deux chiffres que l’on trouve sur la fiche technique de presque tous les produits : la valeur nominale en PPB (ou en PPM) et le volume que vous buvez réellement. Multipliez les PPB par le volume en litres pour obtenir des microgrammes, puis divisez par 1 000 pour obtenir des milligrammes. Vous aurez ainsi un chiffre pertinent, quel que soit le type de bouteille, de carafe ou de comprimé. La masse molaire et le nombre d’Avogadro n’interviennent que si vous souhaitez aller plus loin et exprimer cette même quantité sous forme de nombre de molécules.
Le réflexe à garder est de comparer les milligrammes, et non les PPB, chaque fois que vous mettez en regard la valeur phare d’un produit et celle d’un autre. Une bouteille dont la valeur nominale en PPB est plus faible, mais dont la portion est plus grande, peut fournir davantage d’hydrogène au total qu’une bouteille plus petite affichant un chiffre plus impressionnant. L’inverse est tout aussi fréquent : c’est précisément le piège d’une comparaison fondée uniquement sur les PPB. Découvrez tous les formats à boire Hydrion dans la collection Eau à l'hydrogène, ou consultez la page produit de la bouteille Hydrion Core pour retrouver ses spécifications de durée de cycle et de capacité, ainsi que les chiffres détaillés ici. Pour découvrir les autres analyses de spécifications de ce centre de ressources, parcourez le blog Actualités et la suite de la série « Spécifications et fonctionnement ».