Le lehet fagyasztani a hidrogénes vizet? Mi történik a hidrogénnel

Igen, a hidrogénes vizet beteheted a fagyasztóba, de a fagyasztás nem őrzi meg az oldott hidrogént úgy, ahogyan magát a vizet. Ahogy a folyadék jéggé válik, ugyanaz a fizikai folyamat, amely a hétköznapi jégkockából kiszorítja az oldott levegőt, a növekvő jégkristályból is kiszorítja az oldott hidrogént. Ezért a kiolvasztott jégkockával hideg vízhez juthatsz, de nem megbízható módja annak, hogy megőrizd a megtermelt hidrogént.

• A jég rendezett kristályszerkezetet alkot, amelyben szinte nincs hely az oldott gáznak, ezért a fagyás kiszorítja a gázt az oldatból, ahelyett, hogy bezárná a jégbe – ugyanezért tűnik gyakran zavarosnak a sima jégkocka közepe.
• A hideg folyékony víz több oldott hidrogént tart meg, mint a meleg, ezért a hidrogénes víz hűtőben tárolása – fagyasztás nélkül – valóban hasznos módja a veszteség lassításának.
• A hidrogén eleve az egyik legkevésbé oldódó és a vízben oldott gázok közül az egyik leggyorsabban távozó gáz, ezért nem alkalmas igazán egy olyan eljáráshoz, amely az oldott gáz koncentrálására és kiszorítására épül.
• Nincs itt ellenőrzött mérés arról, hogy a hidrogén mekkora része marad meg egy fagyasztási-kiolvasztási ciklus után, ezért a kiolvasztott jégkockát inkább sima hideg víznek, ne pedig pontosan kimért adagnak tekintsd.

Mi történik valójában, amikor megfagy a hidrogénes víz?

Amikor a víz a fagyáspontja felé hűl, nem egyszerre válik jéggé. Az edény valamelyik pontján megindul a kristályképződés, majd a kristályfront végighalad a folyadékon. A kristályoknak nagyon sajátos, szorosan rendezett molekulaszerkezetük van, amelyben alig jut hely bárminek, ami nem vízmolekula. Az oldott gázok nem férnek bele ebbe a rácsba, ezért ahogy nő a jég, maga előtt a még meg nem fagyott vízbe szorítja a gázt, ahelyett, hogy bezárná a jégbe.

Miért zavaros a hagyományos jégkocka közepe?

Ugyanezért tűnik a házi fagyasztóból kivett sima jégkocka gyakran tisztának a széleinél, a közepe felé pedig zavarosnak vagy fehérnek. Ahogy halad előre a fagyási front, az oldott levegő kiválik az oldatból, mikroszkopikus buborékokat alkot, majd ott reked, ahol végül minden oldalról összezáródik körülötte a jég (forrás: Jégkocka – Wikipédia). A tengervíznél ugyanez a jelenség látványosabban figyelhető meg: fagyáskor az oldott só nagy része kiszorul a növekvő jégkristályokból, és a megmaradó folyadékban, vagyis a sólében koncentrálódik, ahelyett, hogy a jégbe záródna (forrás: Tengeri jég – Wikipédia). Az ipari tisztítási eljárások szándékosan ugyanezt az elvet használják: a zónás olvasztás során egy mozgó olvadékzóna a haladó szilárd front előtt söpri maga előtt az oldott szennyeződéseket, mivel azok inkább a folyékony, nem pedig a fagyó fázisban maradnak (forrás: Zónás olvasztás – Wikipédia). A hidrogénes víz fagyasztásakor is ugyanez a kiszorítási folyamat zajlik: a vízben oldott hidrogéngáz úgy viselkedik, mint a jégkockában lévő levegő vagy a tengervízben lévő só, nem pedig úgy, mint egy szilárd anyag, amely a víz megszilárdulásakor vele együtt halad.

Tartalmaz-e még hidrogént a fagyott hidrogénes víz kiolvasztás után?

Érdemes különválasztani két dolgot, amelyeket gyakran összemosnak: a hideget és a fagyást. A Henry-törvény szerint a gyakori, vízben oldott gázok oldhatósága a mindennapi hőmérsékleti tartományban valójában nő, ahogy a víz hűl. Ezért marad tovább oldatban a gáz egy lehűtött palackban, mint egy szobahőmérsékleten hagyottban (forrás: Henry-törvény – Wikipédia). A hidrogén távozásáról szóló Hydrion-útmutató szerint a hideg víz tovább tartja meg az oldott hidrogént, mint a meleg víz; legjobban a lezárt, teletöltött, minimális légtérrel rendelkező edény őrzi meg; a rázás és a kiöntés pedig felgyorsítja a veszteséget. A hőmérséklet, az edény és a kezelés hatásainak teljes áttekintéséért, amíg a víz folyékony marad, olvasd el ezt: meddig marad valójában a hidrogén a vízben a megtermelése után.

Miért nem ugyanaz a hideg folyadék tárolása, mint a fagyasztás?

A fagyasztás más, mint a víz egyszerű lehűtése. A fent ismertetett gázkiszorítási folyamatot maga a halmazállapot-változás indítja el, nem a hideg hőmérséklet. Ezért az oldott hidrogén egy része valószínűleg mikroszkopikus buborékokba vagy az utolsóként megszilárduló vízzsebbe kerül, ahelyett, hogy egyenletesen oszlana el a jégben. A hidrogén eleve az egyik legkisebb és legkevésbé oldódó gáz, amelyet szándékosan oldanak ivóvízben; részben ezért ajánlja a Hydrion saját útmutatója, hogy a legjobb hatás érdekében a megtermelés után körülbelül öt percen belül idd meg a vizet (forrás: Hydrion Core Hidrogénes vizespalack – termékoldal). Egy olyan gáz, amely szobahőmérsékleten álló vízből ilyen gyorsan távozik, nem jó jelölt egy olyan eljáráshoz, amely az oldott gáz koncentrálására és kiszorítására épül. Itt nem áll rendelkezésre ellenőrzött fagyasztási-kiolvasztási mérés, ezért a pontosan megadható százalék helyett az őszinte válasz az, hogy a kiolvasztott jégkockából a hidrogén pontosan nehezen megjósolható része már eltávozott.

Készíthetsz hidrogénes vízből jégkockát?

Fizikailag igen: a hidrogénes vizet beleteheted a jégkockatartóba, és ugyanúgy megfagy, mint bármelyik másik víz. Az a kérdés, hogy a belőle készült jégkocka továbbra is hidrogénes vízként működik-e; a fent ismertetett gázkiszorítási mechanizmus alapján többnyire nem. Az oldott hidrogén a jégkocka képződésekor koncentrálódik, és az utoljára megfagyó rész felé szorul, nem pedig egyenletesen záródik be a jégbe. A tiszta jég készítésére használt módszerek, például a lassú vagy irányított fagyasztás, valójában több időt hagynak az oldott gáznak arra, hogy a még folyékony vízbe vagy a környező levegőbe távozzon, mielőtt a jég bezárulna. Ettől lesz tisztább a jégkocka, éppen azért, mert kevesebb gáz reked benne – vagyis ez épp az ellenkezője annak, amire szükséged lenne, ha a hidrogén megőrzése a cél. Nincs olyan praktikus módszer, amellyel előre kiszámítható, egyenletes hidrogéntartalmú jégkockát lehetne készíteni hidrogénes vízből, ezért érdemes az ilyen jégkockákra inkább ízesített, ásványianyag-tartalmát megőrző hideg jégként tekinteni, nem pedig a hidrogén adagolásának módjaként.

Megbízhatóbb módja annak, hogy kéznél legyen a hidrogénes víz

Ha a kényelem a cél, azzal teljesen elkerülheted a fagyasztás és kiolvasztás kérdését, ha friss palackot készítesz közvetlenül azelőtt, hogy meginnád, hiszen így a víznek nem kell halmazállapot-változáson átesnie, mielőtt hozzád kerül. A Hydrion Core Hidrogénes vizespalack használatát is így tervezték: indítsd el az elektrolízist, majd nem sokkal később idd meg a vizet, ahelyett, hogy későbbre tennéd el.

Ha azt szeretnéd, hogy a víz előre hideg legyen, a hűtő ezt a feladatot a fagyasztó hátránya nélkül oldja meg: a víz folyékony marad, és az alacsonyabb hőmérséklet valóban segít tovább megőrizni a hidrogént, ahelyett, hogy a halmazállapot-változás kiszorítaná a gázt. Ha arra vagy kíváncsi, hogyan kerül egyáltalán hidrogén a palackból a vízbe, olvasd el ezt: hogyan termelnek a hidrogénes vizespalackok oldott hidrogént elektrolízissel. Ha pedig a fagyasztás felvetette benned azt a tágabb kérdést, hogy általában hogyan viselkedik az oldott gáz a vízben, a hidrogénes víz szénsavas-e és a palack megrázásának hatása az oldott gázra című cikkek két további példát mutatnak arra, hogyan távozik a gáz, a hőmérséklet másik végletéről szóló mit tesz a hidrogénes víz felmelegítése a hidrogéntartalmával című cikk mellett.