Aktyvusis vandenilis ir molekulinis vandenilis (H2): painios etiketės paaiškinimas

„Aktyvusis vandenilis“ – tai užrašas, kurį galima pamatyti ant vandeniliu prisotinto vandens butelių, tablečių pakuočių ir maisto papildų puslapiuose, tačiau tai nėra apibrėžtas chemijos terminas, kaip molekulinis vandenilis ar hidrido jonas. Beveik visais atvejais šia fraze vadinamas molekulinis vandenilis (H2) – stabilios dujos, kurios iš tiesų ištirpsta vandenyje ir kurių kiekį parodo PPB arba ppm rodmuo. Chemijoje pripažįstamos kelios kitos su vandeniliu susijusios dalelės, įskaitant pavienį vandenilio atomą, hidrido joną ir laisvą protoną, tačiau nė viena jų negali būti butelyje su vandeniu laikoma ir išmatuojama sudedamąja dalimi. Kai etiketėje pateiktą teiginį galite susieti su tikrąja jį atitinkančia dalele, žinote, kokio skaičiaus prašyti, užuot klausę apie pačią frazę.

• Molekulinis vandenilis (H2) yra vienintelė su vandeniliu susijusi dalelė, kuri vandenyje išlieka pakankamai ilgai, kad ją būtų galima išmatuoti ir nurodyti kaip koncentraciją.
• Atominis vandenilis, hidrido jonas ir laisvas protonas vandenyje sureaguoja per sekundės dalį, todėl negali būti stabili buteliuose išpilstyta sudedamoji dalis.
• „Aktyviajam vandeniliui“ nėra standartizuoto testo ar matavimo vieneto, kitaip nei nurodytam ištirpusio H2 kiekiui ppm arba PPB.
• Kai etiketėje vartojama ši frazė, praktiškai reikėtų klausti, kokią molekulinio vandenilio koncentraciją produktas iš tiesų suteikia ir kaip ji buvo išmatuota.

Kodėl etiketėse rašoma „aktyvusis vandenilis“

Ši frazė turi konkrečią, atsekamą kilmę – ji nebuvo sugalvota vien rinkodaros tikslais. Apie 1995 m. elektrolizuotą redukuotą vandenį tyrę mokslininkai iškėlė hipotezę, kad už antioksidacinį šio vandens poveikį atsakingas elektrolizės metu susidarantis atominis vandenilis. Ši hipotezė atsirado anksčiau, nei buvo nustatytas paties molekulinio vandenilio antioksidacinis aktyvumas, o vėlesnė analizė padarė išvadą, kad atominis vandenilis yra pernelyg reaktyvus, kad išliktų tirpale, ir nurodė, jog išmatuotą poveikį iš tiesų lemia ištirpęs H2 (šaltinis: Elektrolizuotas redukuotas vanduo: I apžvalga).

Pirminė hipotezė buvo patikslinta mokslinėje literatūroje, tačiau vėliau „aktyvusis vandenilis“ ir toliau buvo minimas etiketėse bei rinkodaros puslapiuose – greičiausiai tam įtakos turėjo netikslus ankstyvųjų japonų kalba atliktų tyrimų vertimas, o ne nusistovėjęs cheminis apibrėžimas (šaltinis: Vandenilio vadovas pradedantiesiems, Molekulinio vandenilio institutas). Šią istoriją verta žinoti, nes ji paaiškina, kodėl ši frazė tebeminima greta pagrįstų specifikacijų: tai ankstesnės, vėliau pataisytos hipotezės palikimas, o ne kita sudedamoji dalis šalia molekulinio vandenilio.

Keturios vandenilio dalelės ir kuri iš jų iš tiesų yra jūsų stiklinėje

Atskyrus šią frazę nuo chemijos, galima išskirti keturias skirtingas su vandeniliu susijusias daleles, kurios galėtų slypėti už teiginio apie „aktyvųjį vandenilį“. Tik viena iš jų elgiasi kaip medžiaga, kurią galima išpilstyti į butelius ir išmatuoti; įprastomis sąlygomis kitos trys išlieka tik sekundės dalį.

H2 – molekulinis vandenilis

Molekulinį vandenilį sudaro du vandenilio atomai, susijungę kovalentiniu ryšiu ir sudarantys stabilias dviatomes dujas (šaltinis: Vandenilio vadovas pradedantiesiems, Molekulinio vandenilio institutas). Būtent dėl šio stabilumo jis gali ištirpti vandenyje tam tikra koncentracija ir išlikti pakankamai ilgai, kad būtų galima nustatyti jo kiekį lašiniu titravimo testu arba ištirpusio vandenilio matuokliu. 2007 m. tyrime nustatyta, kad molekulinis vandenilis selektyviai reaguoja su dviem reaktyvesnėmis ląstelėje esančiomis oksiduojančiomis dalelėmis – hidroksilo radikalu ir peroksinitritu – ir nereaguoja su kitomis reaktyviosiomis deguonies formomis, kurios atlieka įprastą funkciją perduodant signalus ląstelėje (šaltinis: Molekulinis vandenilis: prevencinės ir terapinės paskirties medicininės dujos įvairioms ligoms gydyti). Šis selektyvumas yra tame tyrime pastebėta cheminė savybė; jis apibūdina H2, kaip molekulės, elgseną, o ne garantuoja konkrečiam žmogui tam tikrą rezultatą.

H• – atominis vandenilis

Vienas vandenilio atomas turi neporinį elektroną, todėl yra itin reaktyvus laisvasis radikalas, o ne stabili dalelė, kurios kiekį būtų galima išmatuoti stiklinėje. Įprastomis sąlygomis jį reikia specialiai generuoti – naudojant žemą slėgį, ultravioletinę šviesą arba elektros išlydį; prieš toliau reaguodamas jis išlieka tik trumpą laiką (šaltinis: Atominis vandenilis, „Chemistry LibreTexts“). Vandenyje du atominiai vandeniliai susiduria ir susijungia į įprastą H2 beveik iškart, kai tik susidaro, todėl fiziškai neįmanoma, kad atominis vandenilis liktų ištirpęs butelyje kaip atskira sudedamoji dalis (šaltinis: Vandenilio vadovas pradedantiesiems, Molekulinio vandenilio institutas).

H- – hidrido jonas

Hidrido jonas yra vandenilio atomas, turintis papildomą elektroną; jis susidaro tik kaip joninių junginių su stipriai elektropozityviais metalais, pavyzdžiui, šarminiais ir šarminių žemių metalais, dalis. Vandenyje jis neegzistuoja laisva forma: hidrido junginiui susilietus su vandeniu, jis iškart smarkiai reaguoja, išskiria vandenilio dujas ir sudaro hidroksidą (šaltinis: Hidrido junginiai, „Chemistry LibreTexts“). Ši reakcija vyksta greitai ir iš esmės visiškai, todėl hidrido jonas taip pat negali būti laikomas geriamojo vandens sudedamąja dalimi.

H+ – protonas

Plikas protonas yra vandenilio branduolys, netekęs elektrono, o laisvieji protonai skystame vandenyje neišlieka jokį reikšmingą laiką. Vos tik atsiradęs, jis prisijungia prie netoliese esančios vandens molekulės ir virsta hidronio jonu – įprastu jonu, lemiančiu bet kurio vandeninio tirpalo rūgštingumą. Todėl protonas yra trumpiausiai iš keturių išliekanti dalelė ir neturi nieko bendra su vandenilinio vandens produkto antioksidacine specifikacija.

Kodėl teiginį apie „aktyvųjį vandenilį“ sunku patikrinti

Ištirpusiam molekuliniam vandeniliui matuoti yra nustatyti būdai: kolorimetrinis lašinis testas, ištirpusio vandenilio matuoklis arba nurodytas kiekis PPB ar ppm, kurio matavimą laboratorija arba gamintojas gali pakartoti. Su „aktyviuoju vandeniliu“ nesiejamas joks lygiavertis standartizuotas testas ar matavimo vienetas, todėl nei skaitytojas, nei nepriklausomas asmuo negali patikrinti teiginio. Jei produkto aprašyme teigiama, kad sudėtyje yra atominio vandenilio arba hidrido, toks aprašymas neatitinka to, kaip šios dalelės iš tiesų elgiasi vandenyje, nes nė viena jų neišlieka pakankamai ilgai, kad būtų stabili ir galėtų būti laikoma kaip sudedamoji dalis. Neapibrėžta ir neišmatuota frazė savaime neįrodo, kad kažkas negerai, tačiau ji taip pat negali pakeisti vienintelio patikrinamo skaičiaus – išmatuotos molekulinio vandenilio koncentracijos.

Kaip atsižvelgiant į tai skaityti vandenilinio vandens ar tablečių etiketę

Praktiškas įprotis, kurį verta išsiugdyti, – neapsiriboti fraze ir ieškoti už jos esančio skaičiaus. Molekulinio vandenilio koncentracija, nurodyta ppm arba ppb, geriausia kartu nurodant, kaip jis išmatuotas, yra tokia informacija, kurią galima palyginti su kitų produktų duomenimis ir vėliau dar kartą patikrinti. Vien užrašas „aktyvusis vandenilis“ nepateikia nieko, ką būtų galima palyginti, nes nėra bendros jo matavimo skalės.

Išsiaiškinus terminiją, praktiškai svarbu klausti, ką konkretus produktas iš tiesų suteikia, o ne kokia frazė užrašyta etiketėje. Jei norite išsamiai sužinoti, kaip molekulinis vandenilis veikia kaip selektyvus antioksidantas, išsamiame paaiškinime apie molekulinį vandenilį ši tema aptariama nuodugniai, o jei esate susidūrę su susijusiu terminu „stabilizuotas vandenilis“, atskirame straipsnyje, kuriame paaiškinama būtent ši frazė, jis aptariamas atskirai. Čia minėtą tablečių specifikaciją paaiškina išsamesnis žvilgsnis į tai, ką praktiškai reiškia „8 PPM“ – jame aptariami matavimo vienetai ir laikas, o papildomame straipsnyje apie tai, kiek vandenilio iš tiesų patenka į stiklinę ši koncentracija paverčiama miligramais ir molekulių skaičiumi. Jei ant butelio etiketės teiginiai apie vandenilį painiojami su užrašais apie „jonizatorių“, atskirame paaiškinime apie šių užrašų persidengimą aptariamas jų skirtumas. Daugiau terminų ir veikimo mechanizmų paaiškinimų rasite to paties centro naujienų skiltyje.