Czy można zamrażać wodę wodorową? Co dzieje się z wodorem

Tak, wodę wodorową można włożyć do zamrażarki, ale zamrożenie nie pozwala zachować rozpuszczonego wodoru tak, jak pozwala zachować samą wodę. Gdy ciecz zamienia się w lód, ten sam proces fizyczny, który wypycha rozpuszczone powietrze ze zwykłej kostki lodu, wypycha też rozpuszczony wodór z rosnącego kryształu lodu. Dlatego rozmrożona kostka to rozsądny sposób na uzyskanie zimnej wody, ale zawodny sposób na zachowanie w niej wytworzonego wodoru.

• Lód tworzy uporządkowaną strukturę krystaliczną, w której prawie nie ma miejsca na rozpuszczony gaz. Dlatego podczas zamrażania gaz jest wypychany z roztworu, zamiast zostać w nim uwięziony — z tego samego powodu zwykłe kostki lodu często są mętne w środku.
• Zimna woda w stanie ciekłym lepiej utrzymuje rozpuszczony wodór niż ciepła, dlatego schłodzenie wody wodorowej w lodówce (bez zamrażania) jest naprawdę skutecznym sposobem na spowolnienie jego utraty.
• Wodór jest już jednym z najsłabiej rozpuszczalnych i najszybciej ulatniających się gazów rozpuszczonych w wodzie, dlatego słabo nadaje się do procesu polegającego na koncentrowaniu i wypychaniu rozpuszczonego gazu.
• Nie ma tu kontrolowanych pomiarów pokazujących, ile wodoru pozostaje po cyklu zamrażania i rozmrażania, dlatego rozmrożoną kostkę najlepiej traktować jak zwykłą zimną wodę, a nie jak odmierzoną dawkę.

Co się dzieje, gdy woda wodorowa zamarza

Gdy woda ochładza się do temperatury zamarzania, nie zamarza od razu w całości. W jednym miejscu naczynia zaczyna tworzyć się front krystalizacji, który przesuwa się przez ciecz. Kryształ ma bardzo specyficzną, ściśle uporządkowaną strukturę molekularną, w której jest niewiele miejsca na cokolwiek poza cząsteczkami wody. Rozpuszczone gazy nie pasują do tej struktury, więc w miarę wzrostu kryształu lód wypycha gaz przed sobą do jeszcze niezamarzniętej wody, zamiast zamykać go wewnątrz.

Dlaczego zwykłe kostki lodu są mętne w środku

Z tego samego powodu zwykła kostka lodu z domowej zamrażarki często jest przezroczysta przy krawędziach, a w środku wygląda na mętną lub białą. W miarę przesuwania się frontu zamarzania rozpuszczone powietrze wydziela się z roztworu, tworzy mikroskopijne pęcherzyki i zostaje uwięzione w miejscu, gdzie lód w końcu zamyka się ze wszystkich stron (źródło: Kostka lodu — Wikipedia). Podobny proces zachodzi w bardziej wyrazisty sposób w wodzie morskiej: podczas zamarzania większość rozpuszczonej soli jest odrzucana przez rosnące kryształy lodu i koncentruje się w pozostałej cieczy, czyli solance, zamiast zostać uwięziona w samym lodzie (źródło: Lód morski — Wikipedia). Przemysłowe metody oczyszczania celowo wykorzystują tę samą zasadę: podczas topienia strefowego przemieszczająca się strefa stopionego materiału przesuwa rozpuszczone zanieczyszczenia przed rosnącym frontem krystalizacji, ponieważ zanieczyszczenia te pozostają w fazie ciekłej, a nie zamarzającej (źródło: Topienie strefowe — Wikipedia). Woda wodorowa zamarza zgodnie z tym samym mechanizmem wypychania: rozpuszczony w niej wodór zachowuje się jak powietrze w kostce lodu lub sól w wodzie morskiej, a nie jak ciało stałe, które zostaje w lodzie podczas krzepnięcia wody.

Czy woda wodorowa po zamrożeniu nadal zawiera wodór po rozmrożeniu

Warto rozróżnić dwie rzeczy, które często się ze sobą utożsamia: schłodzenie i zamrożenie. Zgodnie z prawem Henry’ego rozpuszczalność powszechnie występujących gazów w wodzie faktycznie wzrasta wraz ze spadkiem temperatury w typowym dla nas zakresie, dlatego gaz dłużej pozostaje rozpuszczony w schłodzonej butelce niż w tej pozostawionej w temperaturze pokojowej (źródło: Prawo Henry’ego — Wikipedia). Wskazówki Hydrion dotyczące ulatniania się wodoru wyjaśniają, że zimna woda dłużej utrzymuje rozpuszczony wodór niż ciepła, najlepiej zachowuje go pełne, szczelnie zamknięte naczynie z minimalną przestrzenią nad wodą, a potrząsanie lub przelewanie przyspiesza jego utratę. Więcej informacji o wpływie temperatury, pojemnika i sposobu obchodzenia się z wodą, gdy pozostaje ona w stanie ciekłym, znajdziesz w artykule o tym, jak długo wodór faktycznie utrzymuje się w wodzie po jego wytworzeniu.

Dlaczego przechowywanie zimnej wody w stanie ciekłym to nie to samo co zamrażanie

Zamrażanie to coś innego niż samo schładzanie. Proces wypychania gazu opisany powyżej wywołuje zmiana stanu skupienia, a nie niska temperatura, dlatego część rozpuszczonego wodoru prawdopodobnie zostaje wypchnięta do mikroskopijnych pęcherzyków lub do ostatniej zamarzającej kieszeni wody, zamiast pozostać równomiernie rozproszona w lodzie. Wodór jest już jednym z najmniejszych i najsłabiej rozpuszczalnych gazów, które celowo rozpuszcza się w wodzie pitnej. Między innymi dlatego w instrukcjach Hydrion zaleca się wypicie wody w ciągu około pięciu minut od jej wytworzenia, aby uzyskać najlepszy efekt (źródło: Hydrion Core Butelka do wody wodorowej — strona produktu). Gaz, który tak szybko ulatnia się z wody stojącej w temperaturze pokojowej, nie jest dobrym kandydatem do procesu zaprojektowanego z myślą o koncentrowaniu i wypychaniu rozpuszczonego gazu. Nie ma tu dostępnych kontrolowanych pomiarów dla cyklu zamrażania i rozmrażania, dlatego najuczciwiej powiedzieć, że rozmrożona kostka straciła rzeczywistą, trudną do przewidzenia część wodoru, a nie podawać konkretny, możliwy do zacytowania procent.

Czy można zrobić kostki lodu z wody wodorowej

Fizycznie tak: wodę wodorową można wlać do foremki na lód i zamrozić tak samo jak każdą inną wodę. Pytanie brzmi, czy powstała kostka nadal działa jak woda wodorowa. Opisany powyżej mechanizm wypychania gazu sugeruje, że w większości przypadków nie — podczas tworzenia się kostki rozpuszczony wodór koncentruje się i jest wypychany w stronę miejsca, które zamarza jako ostatnie, zamiast zostać równomiernie uwięziony w lodzie. Metody produkcji przezroczystego lodu, takie jak powolne lub kierunkowe zamrażanie, działają właśnie dlatego, że dają rozpuszczonemu gazowi więcej czasu na wydostanie się do wciąż ciekłej wody lub otaczającego powietrza, zanim lód zamknie się wokół niego. Kostki są dzięki temu bardziej przezroczyste, ponieważ uwięziono w nich mniej gazu — a to przeciwieństwo tego, czego można by chcieć, gdyby celem było zachowanie wodoru. Nie ma praktycznego sposobu na zamrożenie wody wodorowej w kostki o przewidywalnej, równomiernej zawartości wodoru, dlatego lepiej traktować kostki lodu z wody wodorowej jako zimny lód o zachowanym składzie mineralnym i smaku, a nie sposób na dostarczenie wodoru.

Bardziej niezawodny sposób, by mieć wodę wodorową pod ręką

Jeśli zależy Ci na wygodzie, przygotowanie świeżej butelki tuż przed planowanym wypiciem pozwala całkowicie uniknąć problemu zamrażania i rozmrażania, ponieważ woda nie musi przechodzić zmiany stanu skupienia, zanim ją wypijesz. Tak właśnie należy korzystać z Hydrion Core Butelka do wody wodorowej: uruchomić cykl elektrolizy, a następnie wkrótce wypić wodę, zamiast przechowywać ją na później.

Jeśli chcesz wcześniej schłodzić wodę, lodówka spełni to zadanie bez wad związanych z zamrażarką: utrzymuje wodę w tym samym stanie ciekłym, w którym niższa temperatura rzeczywiście pomaga dłużej zachować wodór, zamiast wypychać gaz w wyniku zmiany stanu skupienia. Informacje o tym, jak butelka wytwarza wodór w wodzie, znajdziesz w artykule o tym, jak butelki do wody wodorowej wytwarzają rozpuszczony wodór przez elektrolizę. Jeśli zamrażanie nasunęło Ci szersze pytanie o to, jak rozpuszczony gaz zachowuje się w wodzie, porównania w artykułach o tym, czy woda wodorowa jest gazowana oraz o tym, jak potrząsanie butelką wpływa na rozpuszczony gaz opisują dwa inne sposoby uwalniania gazu. Kwestii temperatury z drugiego końca skali poświęcono natomiast artykuł o tym, jak podgrzewanie wody wodorowej wpływa na zawartość wodoru.