Czy woda wodorowa jest alkaliczna? Co elektroliza robi (i czego nie robi) z pH

Woda wodorowa nie jest odmianą wody alkalicznej. Dodawanie rozpuszczonego wodoru gazowego za pomocą elektrolizy SPE/PEM i przesuwanie pH w stronę zasadowego końca skali to dwie różne rzeczy, a dobrze zaprojektowana butelka do wody wodorowej robi to pierwsze, nie wpływając przy tym znacząco na to drugie. Niezależne badania laboratoryjne butelki do wody wodorowej Hydrion Core, wykorzystującej membranę, wykazały, że pH wody źródłowej wynosiło 6,28, a gotowej, nasyconej wodorem wody — 6,33. Różnica była na tyle mała, że mieściła się w granicach normalnych rozbieżności między pomiarami, a nie oznaczała żadnego znaczącego przesunięcia w stronę odczynu zasadowego. Aby zrozumieć dlaczego, warto krótko przyjrzeć się temu, co mierzy pH i czym różni się elektroliza w butelce do wody wodorowej od elektrolizy w jonizatorze wody alkalicznej.

• pH i stężenie wodoru to odrębne zmienne. Butelka do wody wodorowej ma zwiększać ilość rozpuszczonego H2, a nie zmieniać kwasowość ani zasadowość wody.
• Jonizatory wody alkalicznej i butelki wodorowe SPE/PEM wykorzystują elektrolizę, ale do różnych celów. Jonizator ma za zadanie rozdzielać wodę na strumień kwaśny i zasadowy. Membranowa butelka wodorowa odprowadza gaz powstający jako produkt uboczny i utrzymuje wodę pitną w jednym strumieniu.
• Potwierdzają to wyniki pomiarów. Badania laboratoryjne Hydrion Core wykazały zmianę pH o 0,05 jednostki między wodą źródłową a wodą na wyjściu, co nie oznacza przejścia do zakresu zasadowego.

Co właściwie mierzy pH

pH opisuje równowagę między jonami wodorowymi (H+) a jonami wodorotlenkowymi (OH-) w cieczy, w skali od 0 do 14, gdzie 7 jest wartością neutralną (źródło: USGS Water Science School). Odczyt poniżej 7 oznacza, że w wodzie jest więcej wolnych jonów wodorowych niż jonów wodorotlenkowych — taki odczyn chemicy nazywają kwaśnym. Odczyt powyżej 7 oznacza odwrotną sytuację: więcej jonów wodorotlenkowych, czyli zasadową stronę skali. Większość wody kranowej i butelkowanej ma odczyn zbliżony do neutralnego, zwykle w przedziale od połowy 6 do połowy 8, zależnie od źródła. Warto o tym pamiętać, ponieważ od takiego poziomu wyjściowego zaczyna się każdy proces elektrolizy, zanim cokolwiek w nim zmieni.

Żadna z tych informacji nie mówi jeszcze nic o wodorze gazowym. pH określa równowagę jonów, natomiast wodór cząsteczkowy (H2) to rozpuszczony gaz, który zachowuje się niezależnie od tej równowagi. Butelka może znacznie zwiększyć ilość rozpuszczonego H2, pozostawiając równowagę jonów, a tym samym pH, na poziomie zbliżonym do początkowego. To, czy rzeczywiście tak się dzieje, zależy od konstrukcji elektrolizy w urządzeniu — właśnie temu mechanizmowi warto przyjrzeć się bliżej.

Dlaczego myli się wodę alkaliczną z wodorową

To pomieszanie pojęć ma swoje uzasadnienie w historii. Jonizatory wody alkalicznej wykorzystują elektrolizę z membraną jonowymienną, która została zaprojektowana specjalnie po to, by rozdzielać dopływającą wodę na dwa osobne strumienie: jeden bardziej kwaśny, drugi bardziej zasadowy. Strumień zasadowy trafia do kranu i jest przeznaczony do picia (źródło: Alkaline water, Wikipedia). Ta sama reakcja elektrolizy wytwarza też pewną ilość wodoru gazowego jako produktu ubocznego na katodzie. Przez lata korzyści zaobserwowane we wczesnych badaniach nad wodorem przypisywano podwyższonej zasadowości wody, ponieważ to właśnie jej zasadowość była cechą eksponowaną w reklamach jonizatorów. Wraz z rozwojem badań nad wodorem cząsteczkowym coraz więcej tych efektów zaczęto przypisywać przypadkowo powstającemu gazowemu H2, a nie samej zmianie pH. Dzieje się tak dlatego, że picie wody alkalicznej nie zmienia wewnętrznego pH organizmu, które pozostaje ściśle regulowane bez względu na to, co pijesz (jak podsumowano również na wspomnianej wyżej stronie Wikipedii). Właśnie dlatego butelkę do wody wodorowej czasem uznaje się za urządzenie działające tak samo jak jonizator wody alkalicznej: w przypadku obu produktów stosuje się ten sam proces — elektrolizę — choć każde z tych urządzeń wykorzystuje ją do czegoś innego.

Do czego właściwie zaprojektowano jonizator wody alkalicznej

Membrana w jonizatorze służy do celowego rozdzielania wody na dwa strumienie. To główny cel całej konstrukcji, a podwyższone pH strumienia zasadowego, często reklamowane jako mieszczące się w zakresie od 8 do 10, jest najważniejszą cechą produktu. Butelka do wody wodorowej od początku ma inne zadanie — i właśnie na tym polega różnica w działaniu.

Czym różni się elektroliza SPE/PEM

W butelce wodorowej SPE/PEM (ze stałym elektrolitem polimerowym / z membraną protonowymienną) membrana pełni węższą funkcję niż membrana w jonizatorze. Znajduje się między dwiema elektrodami i przepuszcza wyłącznie protony. Tlen powstający na anodzie, a także śladowe ilości ozonu lub chloru będące produktami ubocznymi, są odprowadzane osobnym otworem, zamiast mieszać się z wodą, którą pijesz (przeczytaj pełne wyjaśnienie elektrolizy SPE/PEM, aby dokładniej poznać ten mechanizm). Na przykład Hydrion Core wykorzystuje platynowe elektrody i tę konstrukcję z wymianą protonową specjalnie po to, by woda pozostawała jednym ciągłym strumieniem, do którego dodawany jest jedynie rozpuszczony wodór gazowy, zamiast rozdzielać się na dwa odrębne strumienie — kwaśny i zasadowy — jak w jonizatorze.

To rozdzielenie ma znaczenie także dla obsługi produktów ubocznych, nie tylko dla pH. Urządzenie bez odpowiedniej membrany lub z nieszczelnością wokół niej może pozwolić, by część odprowadzanych produktów ubocznych przedostała się z powrotem do wody, zamiast wydostać się na zewnątrz. Jest to kwestia czystości, odrębna od zagadnienia pH omawianego w tym artykule. Butelka może przejść test pH, a mimo to warto sprawdzić, jak skutecznie izoluje gazy będące produktami ubocznymi — to osobny szczegół konstrukcyjny, którego ten artykuł nie omawia.

Zmierzona wartość pH: co pokazują badania

Sam opis mechanizmu nie wyjaśnia wszystkiego, dlatego warto przyjrzeć się rzeczywistemu pomiarowi, zamiast zakładać, jaki będzie jego wynik. Niezależne badania laboratoryjne Hydrion Core wykazały, że pH wody źródłowej przed nasyceniem wodorem wynosiło 6,28, a gotowej wody na wyjściu — 6,33. Różnica wyniosła około 0,05 jednostki pH. Jest na tyle mała, że mieści się w granicach normalnych rozbieżności, jakich można oczekiwać między dwoma oddzielnymi pomiarami tej samej wody, i pozostaje wyraźnie po lekko kwaśnej stronie wartości neutralnej, zamiast przechodzić do zakresu zasadowego, który ma osiągać jonizator. Dla porównania, jonizatory wody alkalicznej są zwykle projektowane i reklamowane jako urządzenia, których woda na wyjściu ma pH od 8 do 10. Tak duża, rzeczywista zmiana pH byłaby łatwa do zmierzenia i zauważenia — zmiana o 0,05 jednostki to nie to samo.

Wynik ten dotyczy konkretnie Hydrion Core i warunków badania podanych przez laboratorium, a nie każdej dostępnej na rynku butelki do wody wodorowej. Urządzenie wykorzystujące gołe elektrody umieszczone bezpośrednio w wodzie zamiast membrany protonowymiennej albo urządzenie z uszkodzonym uszczelnieniem może działać inaczej, a różnica ta wskazywałaby na problem z czystością lub produktami ubocznymi, a nie na to, że woda wodorowa jako taka podnosi pH. Jeśli chcesz sprawdzić dane konkretnego produktu, zamiast ufać twierdzeniom dotyczącym całej kategorii, ten poradnik o mierzeniu zawartości wodoru w wodzie wyjaśnia, które narzędzia dają rzeczywisty odczyt.

Dlaczego pH nie jest tu najważniejszą wartością

Cząsteczką, która odpowiada za działanie wody wodorowej, jest rozpuszczony gaz H2, którego zawartość zwykle podaje się w częściach na miliard (PPB) lub miligramach na litr. To właśnie jego stężenie określa, ile wodoru faktycznie zawiera woda — niezależnie od jej pH. Organizm wchłania rozpuszczony H2 w postaci gazu niezależnie od tego, czy woda, w której się znalazł, miała pH 6,3 czy 7,1. Niewielka różnica w odczycie pH nie jest więc wartością, która mówi, czy butelka działa prawidłowo. Jeśli chcesz poznać obliczenia dotyczące stężenia zamiast odpowiedzi na pytanie o pH, to omówienie różnicy między PPB a PPM wyjaśnia, jaki poziom jest zwykle celem i dlaczego.

Warto też spojrzeć na pH wody z perspektywy chemii organizmu: pH kwasu żołądkowego wynosi około 1,5–3,5, czyli jest on znacznie bardziej kwaśny niż jakakolwiek woda pitna, którą można wypić. Dlatego ułamek różnicy pH w szklance nie jest istotną zmienną, gdy woda trafia do żołądka. Niektórzy sprzedawcy wskazują na odczyty ORP (potencjału oksydacyjno-redukcyjnego) jako szybki wskaźnik „ilości wodoru w tej wodzie”, ale ORP zależy zarówno od pH, jak i od zawartości rozpuszczonych minerałów. Ujemny odczyt ORP jest więc co najwyżej przybliżonym sygnałem kierunkowym, a nie precyzyjnym pomiarem pH ani stężenia H2. Warto pamiętać o tym zastrzeżeniu, zamiast traktować wartość ORP urządzenia jako dowód na cokolwiek konkretnego.

Co sprawdzić zamiast pH

Jeśli oceniasz butelkę do wody wodorowej, sama wartość pH mówi bardzo niewiele. Lepszym punktem wyjścia jest metoda elektrolizy podana przez producenta: konstrukcja SPE/PEM z określoną membraną i materiałem elektrod daje konkretne informacje, które można zweryfikować. Z kolei ofertę, w której pada jedynie hasło „woda jonizowana” lub „alkaliczna woda wodorowa”, bez opisu mechanizmu, warto dokładnie przeczytać, ponieważ te dwa procesy wytwarzają wodę o rzeczywiście różnych właściwościach. Następnie poszukaj danych o stężeniu uzyskanych w niezależnych badaniach lub zweryfikowanych chromatografem gazowym, zamiast polegać wyłącznie na reklamowanej wartości PPB — tak jak w przypadku danych Hydrion Core podanych powyżej, które pochodzą z zewnętrznego laboratorium, a nie z deklaracji producenta. Podaną wartość pH warto traktować jako wskaźnik czystości i powtarzalności: zbliżone pH wody źródłowej i na wyjściu jest zgodne z prawidłowo uszczelnioną membraną, a nie jako deklarację dotyczącą korzyści zdrowotnych w którąkolwiek stronę.

Butelka do wody wodorowej Hydrion Core to urządzenie, na podstawie którego uzyskano dane pomiarowe pH w tym artykule. Wykorzystuje opisaną wyżej konstrukcję elektrod PEM, a jej działanie sprawdziło niezależne laboratorium — nie opiera się wyłącznie na opisach marketingowych. Jeśli interesuje Cię szersze porównanie wody wodorowej i alkalicznej, obejmujące również historię korzyści, która doprowadziła do pomyłek, ten poradnik porównujący oba rodzaje wody omawia ten temat bardziej szczegółowo. A jeśli chcesz ustalić, jak dokładne są pomiary wykonywane różnymi miernikami i urządzeniami, nadchodzące porównanie mierników rozpuszczonego wodoru sprawdza, którym narzędziom warto zaufać.