Možno vodíkovú vodu zmraziť? Čo sa stane s vodíkom

Áno, vodíkovú vodu môžete dať do mrazničky, ale zmrazením sa v nej rozpustený vodík nezachová tak, ako sa zachová samotná voda. Keď sa kvapalina mení na ľad, rovnaký fyzikálny proces, ktorý vytláča rozpustený vzduch z bežnej kocky ľadu, vytláča rozpustený vodík aj z rastúceho ľadového kryštálu. Rozmrazená kocka je preto celkom dobrým spôsobom, ako získať studenú vodu, no nespoľahlivým spôsobom, ako zachovať vodík, ktorý ste vytvorili.

• Ľad vytvára usporiadanú kryštálovú štruktúru, v ktorej takmer nie je miesto pre rozpustený plyn. Pri zmrazovaní sa preto plyn vytláča z roztoku, namiesto toho, aby sa v ňom uzavrel – z rovnakého dôvodu bývajú obyčajné kocky ľadu v strede často zakalené.
• Studená tekutá voda dokáže udržať rozpustený vodík lepšie než teplá voda, takže uloženie vodíkovej vody v chladničke (bez zmrazenia) je skutočne užitočný spôsob, ako spomaliť jeho únik.
• Vodík už patrí medzi plyny s najnižšou rozpustnosťou vo vode, ktoré z nej unikajú najrýchlejšie, a preto sa naň nehodí proces založený na koncentrovaní a vytláčaní rozpusteného plynu.
• Nie sú tu k dispozícii žiadne kontrolované merania toho, koľko vodíka prežije cyklus zmrazenia a rozmrazenia, preto je najlepšie považovať rozmrazenú kocku za obyčajnú studenú vodu, nie za odmeranú dávku.

Čo sa skutočne deje, keď vodíková voda zamrzne

Keď sa voda ochladzuje smerom k bodu mrazu, nezmení sa na ľad naraz. Niekde v nádobe sa začne vytvárať kryštálové čelo, ktoré postupuje cez kvapalinu. Kryštál má veľmi špecifickú, pevne usporiadanú molekulovú štruktúru, v ktorej je málo miesta na čokoľvek, čo nie je molekula vody. Rozpustené plyny do tejto mriežky nezapadajú, takže ich rastúci ľad vytláča pred sebou do vody, ktorá ešte nezamrzla, namiesto toho, aby ich uzavrel vo svojom vnútri.

Prečo sú obyčajné kocky ľadu v strede zakalené

Práve preto býva obyčajná kocka ľadu z domácej mrazničky často pri okrajoch číra a smerom do stredu zakalená alebo biela. Rozpustený vzduch sa pri postupe mrznúceho čela uvoľňuje z roztoku, vytvára mikroskopické bublinky a zachytáva sa tam, kde sa ľad zo všetkých strán napokon uzavrie (zdroj: Kocka ľadu – Wikipedia). Morská voda vykazuje dramatickejšiu podobu toho istého javu: keď zamrzne, väčšina rozpustenej soli sa vytlačí z rastúcich ľadových kryštálov a skoncentruje sa v zostávajúcej kvapaline, čiže v soľanke, namiesto toho, aby sa zachytila v samotnom ľade (zdroj: Morský ľad – Wikipedia). Priemyselné metódy čistenia zámerne využívajú ten istý princíp: pri zonálnom tavení pohyblivá zóna taveniny odtláča rozpustené nečistoty pred postupujúcim čelom tuhnutia, pretože tieto nečistoty zostávajú radšej v kvapalnej fáze než v tuhnúcej (zdroj: Zonálne tavenie – Wikipedia). Pri zmrazovaní vodíkovej vody dochádza k rovnakému vytláčaniu: rozpustený plynný vodík sa správa ako vzduch v kocke ľadu alebo soľ v morskej vode, nie ako pevná látka, ktorú voda pri tuhnutí nesie so sebou.

Obsahuje zmrazená vodíková voda po rozmrazení stále vodík

Je dobré rozlišovať medzi dvoma vecami, ktoré sa často zamieňajú: byť studená a byť zmrazená. Podľa Henryho zákona sa rozpustnosť bežných plynov vo vode pri každodenných teplotách v skutočnosti zvyšuje, keď voda chladne. Preto plyn zostáva rozpustený dlhšie v chladenej fľaši než vo fľaši ponechanej pri izbovej teplote (zdroj: Henryho zákon – Wikipedia). Vlastné odporúčania spoločnosti Hydrion týkajúce sa úniku vodíka uvádzajú, že studená voda udrží rozpustený vodík dlhšie než teplá, najlepšie ho zachová plná a uzavretá nádoba s minimálnym vzduchovým priestorom a že trasenie alebo prelievanie urýchľuje jeho únik. Úplný prehľad vplyvu teploty, nádoby a manipulácie, keď voda zostáva tekutá, nájdete v článku ako dlho vodík skutočne vydrží vo vode po jeho vytvorení.

Prečo skladovanie studenej tekutiny nie je to isté ako zmrazovanie

Zmrazovanie je iný proces než obyčajné chladenie. Proces vytláčania plynu, ktorý sme opísali vyššie, spôsobuje samotná fázová premena, nie nízka teplota. Časť rozpusteného vodíka sa preto pravdepodobne vytlačí do mikroskopických bubliniek alebo do poslednej časti vody, ktorá zamrzne, namiesto toho, aby zostala rovnomerne rozptýlená v ľade. Vodík už patrí medzi najmenšie a najmenej rozpustné plyny, ktoré ľudia zámerne rozpúšťajú v pitnej vode, a aj preto vlastné pokyny spoločnosti Hydrion odporúčajú vypiť vodu približne do piatich minút od jej vytvorenia, aby mala čo najlepší účinok (zdroj: Fľaša Hydrion Core na vodíkovú vodu – stránka produktu). Plyn, ktorý tak rýchlo uniká z vody ponechanej pri izbovej teplote, nie je vhodným kandidátom na proces navrhnutý tak, aby koncentroval a vytláčal rozpustený plyn. Nie sú tu k dispozícii kontrolované merania cyklu zmrazenia a rozmrazenia, preto je poctivou odpoveďou, že rozmrazená kocka stratila skutočnú, ťažko predvídateľnú časť svojho vodíka, nie konkrétne percento, ktoré by sa dalo uviesť.

Dajú sa pripraviť kocky ľadu z vodíkovej vody

Fyzicky áno: vodíkovú vodu nalejete do nádoby na ľad a zmrazíte rovnako ako akúkoľvek inú vodu. Otázkou je, či výsledná kocka stále funguje ako vodíková voda. Mechanizmus vytláčania plynu opísaný vyššie naznačuje, že zväčša nie – rozpustený vodík sa pri tvorbe kocky koncentruje a vytláča smerom k zóne, ktorá zamrzne ako posledná, namiesto toho, aby sa rovnomerne uzavrel v kocke. Metódy výroby číreho ľadu, ako je pomalé alebo smerové zmrazovanie, v skutočnosti fungujú tak, že rozpustenému plynu poskytnú viac času na únik do vody, ktorá je ešte tekutá, alebo do okolitého vzduchu, skôr než sa ľad uzavrie. Výsledkom sú čírejšie kocky práve preto, že sa v nich zachytí menej plynu – čo je opak toho, čo by ste chceli, ak je vaším cieľom zachovať vodík. Neexistuje praktický spôsob, ako zmraziť vodíkovú vodu na kocky s predvídateľným a rovnomerným obsahom vodíka, preto je vhodnejšie vnímať kocky ľadu z vodíkovej vody ako studený ľad s rovnakým minerálnym zložením, nie ako spôsob dávkovania vodíka.

Spoľahlivejší spôsob, ako mať vodíkovú vodu pripravenú

Ak vám ide o pohodlie, príprava čerstvej fľaše krátko predtým, ako ju plánujete vypiť, úplne obchádza otázku zmrazenia a rozmrazenia, pretože voda predtým, než sa k vám dostane, nemusí prejsť fázovou premenou. Takto sa má používať fľaša na vodíkovú vodu Hydrion Core Fľaša na vodíkovú vodu: spustite cyklus elektrolýzy a potom vodu krátko nato vypite namiesto toho, aby ste si ju odložili na neskôr.

Ak chcete mať vodu vopred vychladenú, túto úlohu splní chladnička bez nevýhody, ktorú prináša mraznička: voda zostane v rovnakom tekutom stave, v ktorom nižšia teplota skutočne pomáha vodíku vydržať dlhšie, namiesto toho, aby plyn vytlačila fázová premena. Informácie o tom, ako fľaša v prvom rade dostáva vodík do vody, nájdete v článku ako fľaše na vodíkovú vodu vytvárajú rozpustený vodík pomocou elektrolýzy. A ak vo vás zmrazovanie vyvolalo širšiu otázku, ako sa rozpustený plyn vo vode správa vo všeobecnosti, porovnania v článkoch či je vodíková voda sýtená a čo sa deje s rozpusteným plynom, keď fľašou zatrasiete opisujú dva ďalšie spôsoby uvoľňovania plynu. Otázku teploty na opačnom konci rozoberá článok čo zahrievanie vodíkovej vody robí s jej obsahom vodíka.