Czy wysokie pH oznacza dużo wodoru? Czy ujemny redox zawsze świadczy o wodorze w wodzie? Ile wodoru rozpuszcza się w wodzie i czy da się przekroczyć 1,6 ppm? Fakty i mity o wodzie wodorowej – wyjaśniamy po kolei.
O tym, czy woda jest wodorowa, decyduje stężenie rozpuszczonego wodoru molekularnego (H₂), a nie pH ani odczyt miernika ORP. Wysokie pH oznacza wodę zasadową, nie wodorową. Ujemne ORP pokazuje tylko, że w wodzie jest jakaś substancja redukująca, a jego wartość dużo silniej zależy od pH niż od ilości wodoru. Przy ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze pokojowej w wodzie rozpuszcza się do ok. 1,6 ppm wodoru. Więcej można uzyskać tylko pod ciśnieniem, na przykład w zamkniętej butelce, a po otwarciu nadmiar wodoru szybko ucieka.
W skrócie
- pH – mówi o kwasowości wody, a nie o ilości wodoru. Woda alkaliczna i woda wodorowa to dwie różne rzeczy.
- Ujemne ORP – może pochodzić od wodoru, ale też od wielu innych substancji, w tym takich, których nie należy pić.
- Bardziej ujemne ORP – wzrost pH o 1 obniża ORP o ok. 59 mV, a dziesięć razy więcej wodoru tylko o ok. 30 mV.
- 1,6 ppm – granica rozpuszczalności wodoru w wodzie przy 1 atm i ok. 20 °C. W zimnej wodzie jest nieco wyższa.
- Pomiar – stężenie wodoru sprawdza się kroplami do miareczkowania albo miernikiem rozpuszczonego wodoru, nie miernikiem ORP.
Spis treści
W dzisiejszym artykule przedstawiamy Wam odpowiedzi na pytania, które mają na celu obalić kilka mitów dotyczących wody wodorowej!
1. Czy wysokie pH oznacza dużą ilość wodoru?
pH to miara kwasowości lub zasadowości wody. Skala pH wynosi od 0 do 14, gdzie pH 7 oznacza wodę neutralną. Wartości poniżej 7 wskazują na kwaśność, a powyżej 7 na zasadowość wody. Więcej o samej skali piszemy w artykule czym jest pH wody.
pH opisuje stężenie jonów wodorowych (H⁺), a woda wodorowa zawiera rozpuszczony gaz – wodór molekularny (H₂). To dwie różne cząsteczki. Ilość wodoru, jaka może rozpuścić się w wodzie, praktycznie nie zależy od pH. Decydują o niej ciśnienie i temperatura, a o tym, jak długo wodór zostaje w wodzie – szczelność naczynia i kontakt z powietrzem.
W ostatnich latach zasadowa woda stała się popularna, a jej zwolennicy twierdzą, że ma liczne korzyści zdrowotne. Jednak wiele z tych twierdzeń nie ma solidnych podstaw naukowych. Badania nad wodą wodorową dotyczą rozpuszczonego wodoru, a nie zasadowości. Woda z jonizatora bywa zasadowa i może zawierać trochę wodoru, ale samo wysokie pH nic o tej ilości nie mówi. Różnice opisujemy w artykule woda wodorowa a woda alkaliczna.
Organizm zawsze stara się utrzymać stabilne pH wewnętrzne (homeostazę). Picie zbyt dużej ilości zasadowej wody może nie być najlepszym rozwiązaniem, ponieważ organizm będzie dążył do regulacji pH, co może obejmować wytworzenie większej ilości kwasu żołądkowego.
W związku z tym, wysokie pH wody nie oznacza, że znajduje się w niej dużo wodoru. Wodę wodorową można przygotować zarówno z wody o odczynie lekko kwaśnym, jak i obojętnym czy zasadowym.
2. Czy ujemny Redox zawsze świadczy o tym, że w wodzie jest wodór?
Potencjał redukcji utleniania (ORP), czyli potencjał redoks, mierzy tendencję substancji do przyjmowania lub oddawania elektronów. Im łatwiej substancja oddaje elektrony, tym niższy ma potencjał redoks. Im bardziej chce przyjmować elektrony, tym wyższy jest jej potencjał redoks. Pojęcie wyjaśniamy szerzej w artykule czym jest potencjał redox.
ORP opiera się na standardowej elektrodzie wodorowej (SHE), gdzie jony wodorowe w reakcji tworzą gaz, przyjmując elektrony:
W standardowych warunkach ta reakcja ma ORP równy 0 V. Wszystkie inne wartości ORP są porównywane do tej skali. Podobnie jak skala temperatur opiera się na temperaturze zamarzania wody, skala ORP mierzy, jak bardzo roztwór chce oddawać lub przyjmować elektrony względem SHE.
Warto pamiętać, że ORP nie mówi:
- czy faktycznie nastąpi wymiana elektronów, a jedynie jaka jest na to szansa,
- jaka substancja jest obecna,
- czy ma to jakieś zastosowanie lecznicze.
Różnica potencjałów redoks między substancjami pokazuje, jak bardzo chcą oddawać lub przyjmować elektrony. Większa różnica potencjałów oznacza większy potencjał, ale nie zawsze większe prawdopodobieństwo reakcji.
Wracając do pytania: czy zatem ujemne ORP świadczy o występowaniu H₂ w wodzie?
Nie, ujemne ORP oznacza jedynie, że w wodzie znajduje się substancja chemiczna o potencjale redukcyjnym. Może to być wodór, ale może to być również wiele innych substancji chemicznych, z których niektóre są toksyczne. Sam odczyt miernika nie odróżni wody wodorowej od roztworu, którego nie należy pić.
3. Większe ujemne ORP będzie świadczyć o tym, że ta woda jest zdrowsza, bo ma więcej wodoru
Jak już wcześniej wspomniano, ujemne ORP nie zawsze oznacza obecność wodoru w wodzie. Chociaż obecność wodoru powoduje, że ORP staje się ujemne, wyższe pH (mniejsze stężenie jonów H⁺) powoduje bardziej ujemne ORP. Nie można zmierzyć stężenia wodoru (H₂) za pomocą miernika ORP, ponieważ zmiany pH mają większy wpływ na ORP niż stężenie rozpuszczonego H₂.
Wynika to z równania Nernsta dla elektrody wodorowej. W temperaturze 25 °C wzrost pH o jedną jednostkę obniża ORP o ok. 59 mV, a dziesięciokrotnie większe stężenie wodoru – tylko o ok. 30 mV. W analizie LeBarona i Sharpe’a wzrost stężenia wodoru aż stukrotnie, od 0,5 do 50 mg/l, przesuwał przewidywany ORP zaledwie z ok. −399 do −459 mV, a zmiana pH od 6 do 11 – z ok. −355 do −651 mV.2
Na odczyt ORP wpływa wiele czynników, w tym temperatura i pH. Ta sama ilość wodoru może dać zupełnie różne odczyty, na przykład −400 mV albo −600 mV, w zależności od pH. Po spożyciu wody wodorowej, niezależnie od jej zasadowości, pH nie ma znaczenia, ponieważ kwas żołądkowy jest tak silny, że neutralizuje pH wody. Ponadto organizm ściśle reguluje pH krwi i utrzymuje je w wąskim zakresie ok. 7,35–7,45, niezależnie od pH wypitej wody. Jedyną istotną rzeczą jest stężenie redukującej substancji, jaką w przypadku wody wodorowej jest wodór (H₂). Szczegóły pomiarów opisujemy w artykule czy ujemne ORP to już woda wodorowa.
Większe ujemne ORP niekoniecznie oznacza większe korzyści zdrowotne. Bardzo niski odczyt mogą dawać także płyny z silnymi reduktorami, które nie nadają się do picia.
Podsumowując, większe ujemne ORP nie oznacza, że woda jest zdrowsza ani że zawiera więcej wodoru. To stężenie wodoru molekularnego w wodzie, a nie sam poziom ORP, jest kluczowe dla potencjalnych korzyści zdrowotnych.
4. Czy jest możliwe osiągnięcie PPM większego niż 1,6 w normalnym ciśnieniu?
Wodór rozpuszcza się w wodzie, ale słabo. W standardowych warunkach (ciśnienie atmosferyczne i temperatura pokojowa), gdy nad wodą jest czysty wodór, rozpuszcza się do stężenia około 1,6 ppm, czyli 1,6 mg na litr (ok. 0,8 mmol/l).3 To właśnie granica, o którą pyta tytuł tej części.
Rozpuszczalność wodoru w wodzie a temperatura
Jak większość gazów, wodór lepiej rozpuszcza się w zimnej wodzie niż w ciepłej. Przybliżone wartości przy ciśnieniu 1 atm:
| Temperatura wody | Maksymalne stężenie H₂ |
|---|---|
| 0 °C | ok. 1,9 ppm |
| 10 °C | ok. 1,8 ppm |
| 20 °C | ok. 1,6 ppm |
| 30 °C | ok. 1,5 ppm |
| 40 °C | ok. 1,5 ppm |
Wyliczone na podstawie danych o rozpuszczalności wodoru w wodzie.4
Jak uzyskać więcej niż 1,6 ppm
Aby osiągnąć wyższe stężenia, należy zwiększyć ciśnienie. Ilość rozpuszczonego gazu rośnie proporcjonalnie do jego ciśnienia (prawo Henry’ego), więc przy dwukrotnie wyższym ciśnieniu wodoru woda może przyjąć ok. dwa razy więcej gazu. Dlatego wyższe stężenia uzyskuje się w zamkniętych naczyniach: w szczelnie zakręconej butelce z generatorem, w butelce z tabletką wytwarzającą wodór albo w specjalnych urządzeniach ciśnieniowych. W naszych butelkach wodorowych stężenie dochodzi do 2,0 ppm.
Nawet jeśli uda się uzyskać wyższe stężenie wodoru, utrzymanie go w wodzie może być wyzwaniem. Wodór jest małym i bardzo lotnym gazem, który łatwo ucieka z wody. W powietrzu jest go bardzo mało, więc po otwarciu butelki wodór stopniowo uchodzi z wody, aż prawie całkiem zniknie. Dlatego ważne jest, aby wodę nasyconą wodorem przechowywać w szczelnych, nieprzepuszczalnych dla gazu pojemnikach, najlepiej w chłodnym miejscu, a po otwarciu wypić ją od razu.
Jak sprawdzić, ile wodoru jest w wodzie
Stężenia wodoru nie odczytamy z miernika pH ani ORP. Prostą metodą jest miareczkowanie kroplami z błękitem metylenowym i koloidalną platyną: wodór odbarwia niebieskie krople, a z liczby odbarwionych kropli wylicza się stężenie. Badacze wykazali, że taki test daje wyniki porównywalne z dużo droższą metodą elektrochemiczną.1 Ile wodoru dostarczają różne urządzenia, opisujemy w artykule ile wodoru produkuje generator.
Podsumowanie
Woda wodorowa, mimo wielu mitów, wymaga dokładnego zrozumienia kluczowych pojęć, takich jak pH, ORP i stężenie wodoru. Wysokie pH nie gwarantuje dużej ilości wodoru, a ujemne ORP nie zawsze świadczy o jego obecności. Najważniejsze dla potencjalnych korzyści zdrowotnych jest stężenie wodoru molekularnego w wodzie, a nie sama zasadowość czy potencjał redoks. Warto też pamiętać, że osiągnięcie stężenia wodoru powyżej 1,6 ppm w normalnych warunkach wymaga podwyższonego ciśnienia, czyli zamkniętej butelki albo specjalnego urządzenia. Kluczem do korzystania z wody wodorowej jest wiedza i stosowanie odpowiednich metod, które pozwalają na optymalne wykorzystanie właściwości wodoru molekularnego.
Jeśli zastanawiasz się, czy woda wodorowa w ogóle ma sens, przeczytaj artykuł woda wodorowa – ściema czy fundament zdrowia.
Najczęstsze pytania
Czy wodór rozpuszcza się w wodzie?
Tak, ale słabo. Przy ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze ok. 20 °C w litrze wody rozpuszcza się najwyżej ok. 1,6 mg wodoru, czyli 1,6 ppm. Wodór nie reaguje z wodą, tylko rozpuszcza się w niej jako gaz i łatwo z niej ucieka.
Czy woda alkaliczna to to samo co woda wodorowa?
Nie. Woda alkaliczna ma wysokie pH, a woda wodorowa zawiera rozpuszczony wodór molekularny. Woda może być zasadowa i nie mieć wodoru, a woda wodorowa może mieć odczyn obojętny.
Czy miernikiem ORP można sprawdzić ilość wodoru w wodzie?
Nie. Miernik ORP może podpowiedzieć, że w wodzie jest jakaś substancja redukująca, ale jego odczyt dużo bardziej zależy od pH niż od stężenia wodoru. Do pomiaru stężenia służą krople do miareczkowania albo miernik rozpuszczonego wodoru.
Ile wodoru jest w wodzie wodorowej?
Przy ciśnieniu atmosferycznym najwyżej ok. 1,6 ppm. W zamkniętych butelkach, pod lekkim ciśnieniem, można uzyskać więcej – w naszych butelkach do 2,0 ppm.
Jak długo wodór utrzymuje się w wodzie?
W szczelnie zamkniętym, nieprzepuszczalnym dla gazu pojemniku dłużej, w otwartej szklance wodór stopniowo uchodzi do powietrza. Wodę wodorową najlepiej wypić zaraz po przygotowaniu albo po otwarciu butelki.
Czy w zimnej wodzie rozpuści się więcej wodoru?
Tak, choć różnica nie jest duża: przy 1 atm w wodzie o temperaturze bliskiej 0 °C rozpuszcza się ok. 1,9 ppm wodoru, a przy 40 °C ok. 1,5 ppm.
Źródła
- Seo T., Kurokawa R., Sato B. A convenient method for determining the concentration of hydrogen in water: use of methylene blue with colloidal platinum
- LeBaron T.W., Sharpe R. ORP should not be used to estimate or compare concentrations of aqueous H2: An in silico analysis and narrative synopsis
- Ohta S. Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine
- Wiesenburg D.A., Guinasso N.L. Equilibrium solubilities of methane, carbon monoxide, and hydrogen in water and sea water
Nie diagnozujemy, nie leczymy ani nie zapobiegamy żadnej chorobie. Pomagamy lepiej zrozumieć swój organizm. Treść ma charakter informacyjny i nie stanowi porady medycznej, diagnozy ani leczenia. Pytania o urządzenia: kontakt@inhalatorywodoru.pl, tel. 533-101-668 (pn–pt 9:00–17:00).