Si può congelare l’acqua idrogenata? Cosa succede all’idrogeno

Sì, puoi mettere l’acqua idrogenata nel congelatore, ma congelarla non conserva l’idrogeno disciolto come conserva l’acqua stessa. Quando il liquido diventa ghiaccio, lo stesso processo fisico che espelle l’aria disciolta da un normale cubetto di ghiaccio espelle anche l’idrogeno disciolto dal cristallo di ghiaccio che si forma. Perciò, un cubetto scongelato è un modo ragionevole per ottenere acqua fredda, ma non è un metodo affidabile per conservare l’idrogeno prodotto.

• Il ghiaccio forma una struttura cristallina ordinata, con pochissimo spazio per i gas disciolti. Perciò, durante il congelamento, i gas vengono espulsi dalla soluzione invece di restare intrappolati al suo interno: è lo stesso motivo per cui i normali cubetti di ghiaccio spesso appaiono torbidi al centro.
• L’acqua liquida fredda trattiene meglio l’idrogeno disciolto rispetto all’acqua calda. Perciò, refrigerare l’acqua idrogenata (senza congelarla) è davvero un metodo utile per rallentare la dispersione.
• L’idrogeno è già uno dei gas disciolti meno solubili e che si disperdono più rapidamente in acqua, quindi è poco adatto a un processo basato sulla concentrazione e l’espulsione dei gas disciolti.
• Qui non sono disponibili misurazioni controllate della quantità di idrogeno che sopravvive a un ciclo di congelamento e scongelamento, quindi è meglio considerare un cubetto scongelato come semplice acqua fredda, non come una dose misurata.

Cosa succede davvero quando l’acqua idrogenata congela

Quando l’acqua si raffredda avvicinandosi al punto di congelamento, non si trasforma tutta in ghiaccio in una volta. La formazione di un cristallo inizia in un punto del contenitore e avanza nel liquido. Il cristallo ha una struttura molecolare molto specifica e strettamente ordinata, con poco spazio per qualsiasi sostanza che non sia una molecola d’acqua. I gas disciolti non entrano in questo reticolo, quindi, man mano che il ghiaccio si forma, spinge i gas davanti a sé nell’acqua che non è ancora congelata, invece di sigillarli al suo interno.

Perché i normali cubetti di ghiaccio diventano torbidi al centro

È lo stesso motivo per cui un normale cubetto di ghiaccio fatto nel congelatore di casa spesso appare trasparente ai bordi e torbido o bianco verso il centro. Man mano che il fronte di congelamento avanza, l’aria disciolta fuoriesce dalla soluzione, forma bolle microscopiche e resta intrappolata nel punto in cui il ghiaccio proveniente da ogni lato finisce per convergere (fonte: Cubetto di ghiaccio - Wikipedia). L’acqua di mare mostra una versione più evidente dello stesso fenomeno: quando congela, la maggior parte del sale disciolto viene esclusa dai cristalli di ghiaccio che si formano e si concentra nel liquido rimanente, o salamoia, invece di restare intrappolata nel ghiaccio stesso (fonte: Ghiaccio marino - Wikipedia). Anche i metodi di purificazione industriale si basano intenzionalmente sullo stesso principio: nella fusione zonale, una zona di fusione mobile spinge le impurità disciolte davanti al fronte solido che avanza, perché queste impurità tendono a rimanere nella fase liquida anziché in quella di congelamento (fonte: Fusione zonale - Wikipedia). L’acqua idrogenata congela secondo lo stesso schema di esclusione: l’idrogeno gassoso disciolto nell’acqua si comporta come l’aria nel cubetto di ghiaccio o il sale nell’acqua di mare, non come un solido che viene trascinato con sé mentre l’acqua solidifica.

L’acqua idrogenata congelata contiene ancora idrogeno dopo lo scongelamento?

È utile distinguere due aspetti che spesso vengono confusi: essere fredda ed essere congelata. Secondo la legge di Henry, nell’intervallo di temperature quotidiane la solubilità dei comuni gas disciolti nell’acqua aumenta effettivamente quando l’acqua si raffredda. Ecco perché il gas rimane più a lungo in soluzione in una bottiglia fredda che in una lasciata a temperatura ambiente (fonte: Legge di Henry - Wikipedia). Le indicazioni di Hydrion sulla dispersione dell’idrogeno precisano che l’acqua fredda trattiene più a lungo l’idrogeno disciolto rispetto all’acqua calda, che un contenitore pieno e sigillato con uno spazio d’aria minimo lo conserva meglio e che agitare o versare l’acqua ne accelera la dispersione. Per una spiegazione completa degli effetti della temperatura, del contenitore e della manipolazione quando l’acqua resta liquida, consulta quanto dura davvero l’idrogeno nell’acqua dopo essere stato prodotto.

Perché conservare l’acqua fredda allo stato liquido non equivale a congelarla

Congelare è diverso dal semplice raffreddare. È il cambiamento di stato in sé, non la bassa temperatura, a provocare il processo di esclusione dei gas descritto sopra. Perciò, parte dell’idrogeno disciolto viene probabilmente spinta in bolle microscopiche o nell’ultima porzione d’acqua che solidifica, invece di rimanere distribuita uniformemente nel ghiaccio. L’idrogeno è già uno dei gas più piccoli e meno solubili che si disciolgono intenzionalmente nell’acqua potabile, e questo è uno dei motivi per cui le istruzioni di Hydrion consigliano di bere l’acqua entro circa cinque minuti dalla sua produzione per ottenere il massimo effetto (fonte: Hydrion Core Bottiglia per acqua all'idrogeno - pagina del prodotto). Un gas che si disperde così rapidamente dall’acqua lasciata a temperatura ambiente non è un buon candidato per un processo progettato per concentrare ed espellere i gas disciolti. Qui non sono disponibili misurazioni controllate del ciclo di congelamento e scongelamento, quindi la risposta più onesta è che un cubetto scongelato ha perso una quantità significativa e difficile da prevedere del suo idrogeno, non una percentuale precisa che si possa citare.

Si possono fare cubetti di ghiaccio con acqua idrogenata?

Dal punto di vista fisico, sì: l’acqua idrogenata si mette in una vaschetta per il ghiaccio e congela come qualsiasi altra acqua. La domanda è se il cubetto ottenuto funzioni ancora come acqua idrogenata, e il meccanismo di esclusione dei gas descritto sopra fa pensare che per lo più non sia così: l’idrogeno disciolto viene concentrato e spinto verso la zona che congela per ultima man mano che il cubetto si forma, invece di restare distribuito uniformemente al suo interno. I metodi usati per fare ghiaccio trasparente, come il congelamento lento o direzionale, funzionano proprio lasciando ai gas disciolti più tempo per disperdersi nell’acqua ancora liquida o nell’aria circostante, prima che il ghiaccio si chiuda. Il risultato sono cubetti più trasparenti, proprio perché al loro interno resta intrappolato meno gas: l’opposto di ciò che si vorrebbe se l’obiettivo fosse trattenere l’idrogeno. Non esiste un metodo pratico per congelare l’acqua idrogenata in cubetti con un contenuto di idrogeno uniforme e prevedibile, quindi è più sensato considerare i cubetti di ghiaccio fatti con acqua idrogenata come ghiaccio freddo con lo stesso sapore e contenuto di minerali, non come un modo per assumere una dose di idrogeno.

Un modo più affidabile per avere acqua idrogenata pronta

Se l’obiettivo è la praticità, produrre una bottiglia fresca poco prima di berla evita del tutto la questione del congelamento e scongelamento, perché l’acqua non deve mai subire un cambiamento di stato prima di arrivare a te. È per questo che Hydrion Core Bottiglia per acqua all'idrogeno è progettata per essere usata: avvia il ciclo di elettrolisi e poi bevi poco dopo, invece di conservare l’acqua prodotta per berla in seguito.

Se l’obiettivo è avere l’acqua fredda in anticipo, il frigorifero svolge questa funzione senza l’inconveniente introdotto dal congelatore: mantiene l’acqua nello stesso stato liquido, in cui la temperatura più bassa aiuta davvero l’idrogeno a durare più a lungo, invece di spingere il gas fuori attraverso un cambiamento di stato. Per scoprire come la bottiglia introduce l’idrogeno nell’acqua, consulta come le bottiglie per acqua idrogenata producono idrogeno disciolto tramite elettrolisi. E se il congelamento ti ha fatto chiedere più in generale come si comportano i gas disciolti nell’acqua, i confronti in l’acqua idrogenata è gassata? e cosa succede al gas disciolto quando si agita la bottiglia illustrano altri due modi in cui il gas viene rilasciato, insieme alla questione della temperatura all’altro estremo della scala in cosa succede al contenuto di idrogeno quando si riscalda l’acqua idrogenata.