Ali lahko zamrznete vodikovo vodo? Kaj se zgodi z vodikom

Da, vodikovo vodo lahko postavite v zamrzovalnik, vendar zamrzovanje ne ohrani v njej raztopljenega vodika tako, kot ohrani samo vodo. Ko se tekočina spremeni v led, isti fizikalni proces, ki iz navadne ledene kocke izrine raztopljeni zrak, izrine raztopljeni vodik tudi iz rastočega ledenega kristala. Odmrznjena kocka je zato primeren način za pridobivanje hladne vode, ni pa zanesljiv način za ohranitev vodika, ki ste ga ustvarili.

• Led tvori urejeno kristalno strukturo, v kateri skoraj ni prostora za raztopljene pline, zato zamrzovanje plin izrine iz raztopine, namesto da bi ga zaprlo v led – prav zato so navadne ledene kocke proti sredini pogosto motne.
• Hladna tekoča voda bolje zadržuje raztopljeni vodik kot topla voda, zato je shranjevanje vodikove vode v hladilniku (brez zamrzovanja) resnično uporaben način za upočasnitev izgube vodika.
• Vodik je že tako eden najmanj topnih plinov, raztopljenih v vodi, in iz nje najhitreje uhaja, zato ni primeren za proces, ki temelji na koncentriranju in izločanju raztopljenega plina.
• Ni nadzorovane meritve, ki bi pokazala, koliko vodika preživi cikel zamrzovanja in odtajanja, zato je odmrznjeno kocko najbolje obravnavati kot navadno hladno vodo, ne pa kot odmerjeno količino vodika.

Kaj se dejansko zgodi, ko vodikova voda zamrzne

Ko se voda ohlaja proti ledišču, ne zamrzne naenkrat. Na nekem mestu v posodi se začne oblikovati kristalna fronta, ki napreduje skozi tekočino. Kristal ima zelo specifično, tesno urejeno molekularno strukturo, v kateri je malo prostora za kar koli, kar ni molekula vode. Raztopljeni plini se v to kristalno mrežo ne morejo vključiti, zato jih rastoči led potiska pred seboj v vodo, ki še ni zamrznila, namesto da bi jih zaprl v led.

Zakaj so navadne ledene kocke na sredini motne

Prav zato je navadna ledena kocka iz domačega zamrzovalnika pogosto ob robovih prozorna, proti sredini pa motna ali bela. Ko napreduje fronta zamrzovanja, raztopljeni zrak izhaja iz raztopine, tvori mikroskopske mehurčke in se ujame tam, kjer se led, ki napreduje z vseh strani, nazadnje sklene (vir: Ledena kocka – Wikipedia). Morska voda kaže izrazitejšo različico istega pojava: ko zamrzne, se večina raztopljene soli izloči iz rastočih ledenih kristalov in se namesto tega skoncentrira v preostali tekočini oziroma slanici (vir: Morski led – Wikipedia). Enako načelo se namerno uporablja pri industrijskih metodah čiščenja: pri conskem taljenju premikajoče se območje taline potiska raztopljene nečistoče pred napredujočo fronto strjevanja, saj te nečistoče raje ostanejo v tekoči kot v zamrznjeni fazi (vir: Consko taljenje – Wikipedia). Pri zamrzovanju vodikove vode se vodik izloča na enak način: raztopljeni vodikov plin se vede kot zrak v ledeni kocki ali sol v morski vodi, ne pa kot trdna snov, ki bi se strjevala skupaj z vodo.

Ali zamrznjena vodikova voda po odtajanju še vedno vsebuje vodik

Vredno je ločiti dve stvari, ki se pogosto mešata: ohlajanje in zamrzovanje. Po Henryjevem zakonu se topnost običajnih plinov, raztopljenih v vodi, v običajnem temperaturnem območju z nižanjem temperature dejansko povečuje. Zato plin ostane raztopljen dlje v ohlajeni steklenici kot v steklenici, ki stoji pri sobni temperaturi (vir: Henryjev zakon – Wikipedia). Hydrion v svojih priporočilih o uhajanju vodika navaja, da hladna voda raztopljeni vodik zadrži dlje kot topla, da ga najbolje ohrani polna, zaprta posoda z minimalnim praznim prostorom nad tekočino ter da tresenje ali pretakanje pospeši njegovo izgubo. Celoten pregled vplivov temperature, posode in ravnanja z vodo, dokler ostaja tekoča, najdete v članku koliko časa vodik dejansko ostane v vodi po tem, ko ga ustvarimo.

Zakaj shranjevanje hladne tekočine ni isto kot zamrzovanje

Zamrzovanje je drugačen pojav od navadnega ohlajanja. Proces izločanja plina, opisan zgoraj, povzroči sama sprememba agregatnega stanja, ne pa nizka temperatura. Zato se del raztopljenega vodika verjetno potisne v mikroskopske mehurčke ali v zadnji žepek vode, ki se strdi, namesto da bi ostal enakomerno porazdeljen po ledu. Vodik je že eden najmanjših in najmanj topnih plinov, ki jih ljudje namerno raztapljajo v pitni vodi, zato Hydrionova navodila med drugim priporočajo, da vodo za najboljši učinek popijete približno v petih minutah po tem, ko jo ustvarite (vir: Hydrion Core Steklenica za vodikovo vodo – stran izdelka). Plin, ki tako hitro uide iz vode pri sobni temperaturi, ni primeren za proces, zasnovan za koncentriranje in izločanje raztopljenega plina. Na voljo ni nadzorovane meritve po ciklu zamrzovanja in odtajanja, zato je pošten odgovor, da je odmrznjena kocka izgubila dejanski in težko predvidljiv delež vodika, ne pa nekega konkretnega odstotka, ki bi ga lahko navedli.

Ali lahko naredite ledene kocke iz vodikove vode

Fizikalno gledano da: vodikovo vodo lahko nalijete v modelček za led in zamrzne kot vsaka druga voda. Vprašanje je, ali nastala kocka še vedno deluje kot vodikova voda. Zgoraj opisani mehanizem izločanja plina kaže, da večinoma ne: raztopljeni vodik se med nastajanjem kocke koncentrira in potiska proti predelu, ki zamrzne nazadnje, namesto da bi se enakomerno ujel v ledu. Metode za pripravo prozornega ledu, kot sta počasno ali usmerjeno zamrzovanje, dejansko delujejo tako, da raztopljenemu plinu dajo več časa, da uide v še tekočo vodo ali okoliški zrak, preden se led sklene. Kocke so bolj prozorne prav zato, ker je v njih ujetega manj plina – kar je ravno nasprotno od tega, kar bi želeli, če bi hoteli ohraniti vodik. Vodikove vode ni mogoče praktično zamrzniti v kocke s predvidljivo in enakomerno vsebnostjo vodika, zato je ledene kocke iz vodikove vode bolj smiselno razumeti kot hladne kocke, ki ohranijo okus in mineralno sestavo vode, ne pa kot način za odmerjanje vodika.

Zanesljivejši način, da imate vodikovo vodo pripravljeno

Če vam je pomembno udobje, s pripravo sveže steklenice tik pred načrtovanim pitjem povsem zaobidete vprašanje zamrzovanja in odtajanja, saj vodi pred zaužitjem ni treba prestati spremembe agregatnega stanja. Tako je predvidena uporaba steklenice Hydrion Core Steklenica za vodikovo vodo: zaženite cikel elektrolize in vodo popijte kmalu zatem, namesto da bi jo shranili za pozneje.

Če želite imeti vodo vnaprej ohlajeno, to lahko dosežete s hladilnikom brez slabosti, ki jo prinaša zamrzovalnik: voda ostane v tekočem stanju, v katerem nižja temperatura resnično pomaga, da vodik ostane raztopljen dlje, namesto da bi plin izrinila s spremembo agregatnega stanja. Kako steklenica sploh vnese vodik v vodo, pojasnjuje članek kako steklenice za vodikovo vodo z elektrolizo ustvarijo raztopljeni vodik. Če se vam je ob zamrzovanju zastavilo širše vprašanje o tem, kako se raztopljeni plin na splošno vede v vodi, si oglejte primerjavi v člankih ali je vodikova voda gazirana in kaj se zgodi z raztopljenim plinom, ko steklenico pretresete, ki obravnavata še dva načina uhajanja plina. Vpliv temperature z drugega konca temperaturne lestvice pa pojasnjuje članek kaj se zgodi z vsebnostjo vodika v vodikovi vodi, ko jo segrejete.