SUDAKİ HİDROJENİN KONSANTRASYONU
Sudaki hidrojen gazının (H2) konsantrasyonu genellikle molarite (mol/litre (M) veya milimol/L mM), milyonda parça (ppm), milyarda parça (ppb) veya litrede miligram (mg/l) olarak bildirilir. L). Seyreltik konsantrasyonlarda, 1 ppm, yaklaşık olarak 1 mg/L ile aynıdır ve genellikle birbirlerinin yerine kullanılırlar.
Moleküler hidrojenin molar kütlesi yaklaşık 2 mg/milimoldür ve bu nedenle 1 mg, yaklaşık olarak 0,5 mol ile aynıdır. 1000 ppb = 1 ppm = 1 mg/L =0,5 mM.
Geleneksel sudaki (örn. musluk, şişelenmiş, filtrelenmiş vb.) hidrojen gazı (H2) konsantrasyonu yaklaşık 8,65 x 10-7 mg/L'dir. Başka bir deyişle, bir mg H2'nin sekiz milyonda birinden daha azı vardır.
Bu nedenle, normal filtrelenmiş suda bu kadar düşük bir konsantrasyonda H2'nin terapötik değeri yoktur. kullanan çalışmalar suda çözünmüş hidrojen gazı 0,5 mg/L ile 1,6+ mg/L arasında değişir, çoğu çalışma yakın bir konsantrasyon kullanır 1,6 mg/L (1,6 ppm veya 0,8 mM).
Bilimsel literatürde, 1,6 mg/L (1,6 ppm veya 0,8 mM) konsantrasyonu, "doyma" konsantrasyonu olarak kabul edilir.
Çünkü deniz seviyesindeki basınca eşit bir basınçta sadece hidrojen gazı mevcut olsaydı konsantrasyon bu olurdu, bu da 760 mm-cıva (760 torrs, 101.325 kPa, 1.01325 Barr veya 14.69595 psi) aynı zamanda bire eşittir atmosfer (atm).
Aşağıda, çeşitli gazların sudaki çözünürlüğünün bir açıklaması ve ardından moleküler hidrojenin çözünürlüğüne odaklanılmaktadır.
GAZIN SUDA ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ
Suda çözünen gaz miktarı öncelikle basınç ve sıcaklığın bir fonksiyonudur. Henry yasasına göre, sudaki herhangi bir gazın konsantrasyonu, o gazın su üzerindeki kısmi basıncıyla doğru orantılıdır.
Yani o gazın basıncı artarsa o gazın suda çözünen miktarı da artar. Şirketler gazlı içecekleri bu şekilde üretiyor; karbondioksit (CO2) basıncını arttırırlar, bu da içecekte daha fazla gazın çözülmesine neden olur.
Gazın sudaki çözünürlüğü aynı zamanda gazın içsel kimyasal/fiziksel özelliklerine de bağlıdır (örneğin, polarize edilebilirlik, boyut, hidrofobiklik, vb.).
Bu nedenle, her gazın farklı bir çözünürlük sabiti vardır. Belirli basınç ve sıcaklıklarda deneysel olarak belirlenen bu çözünürlük gaz sabitlerine “Henry sabitleri” (KH) diyoruz. Herhangi bir gazın konsantrasyonu, aşağıdaki Henry Kanunu formu kullanılarak kolayca hesaplanabilir:
Ç= P/KH
burada C, çözünmüş gazın konsantrasyonunu (mol/L) temsil eder, KH belirli bir gazın sabit bir özelliğidir (Latm/mol) ve P, spesifik gazın çözeltinin üzerindeki kısmi basıncını (atm) temsil eder.
Tablo 1, Henry yasası kullanılarak hesaplanan SATP'de (Standart Ortam Sıcaklığı ve Basıncı) sudaki çeşitli atmosferik gazların konsantrasyonunu göstermektedir.
Tablo 1. Bazı yaygın atmosferik gazların sudaki doğal karşılık gelen kısmi atmosferik basınçlarında denge konsantrasyonu (doygunluk).
| Gaz | Gaz Bileşimi Atmosferde (%) | Henry'nin Sabiti (KH) 25 yaşında °Ç. (S*atm/mol) | Normalde Konsantrasyon Suda | |
| (mmol/L) | (mg/L) | |||
| Azot (K2) | 78.08 | 1639.34 | 0.48 | 13.34 |
| oksijen (O2) | 20.95 | 769.23 | 0.27 | 8.71 |
| *Karbon Dioksit (CO2) | 3,97×10-2 | 29.41 | 1,35×10-9 | 5.94×10-8 |
| Neon (Ne) | 1,82x10-3 | 2222.22 | 8.18×10-3 | 0.17 |
| Helyum (O) | 5.24×10-4 | 2702.70 | 1,94×10-6 | 7.76×10-6 |
| hidrojen (H2) | 5.50x10-5 | 1282.05 | 4.29×10-7 | 8.65×10-7 |
DOYMA
Sudaki bir gazın doygunluğu, çözeltinin üzerindeki gazın basıncının çözeltideki gazın basıncına eşit olması (yani dengede olması) olarak tanımlanır. Bu nedenle doygunluk, ilgilenilen gazın kısmi basıncına bağlıdır.
Örneğin, içinde kesinlikle gaz bulunmayan bir bardak saf suyu tezgahın üzerine koyar ve bırakırsanız, atmosferik gazlar (örneğin oksijen, nitrojen, karbondioksit vb.) suya giren gaz miktarı, sudan çıkan gaz miktarına eşittir.
Bu ilke aynı zamanda gazozun neden sonunda "düz" hale geldiğini de açıklar. Kabı açar açmaz, çözünmüş karbon dioksit (CO2), karbonatlı içecekteki CO2 basıncı atmosferdeki CO2 basıncına eşit olana kadar içecekten hemen dışarı çıkmaya başlayacaktır.
Doygunluktan genellikle ya normal atmosferik kısmi basıncında elde edilen gaz konsantrasyonu (yukarıda N2 için yaptığımız gibi) ya da çözeltinin üzerindeki gazın yalnızca eşit bir basınçta ilgilenilen saf gaz olması durumunda elde edilen konsantrasyon açısından bahsedilir. bir atmosfere (atm).
Deniz seviyesindeki normal atmosferik basınç olduğu için 1 atm'lik bir basınç kullanılır.
Doygunluğun bu son tanımı, bu MHF web sitesinin ve birçok bilimsel makalenin terimi nasıl kullandığıdır. Doyma veya süperdoyma yüzdesi açısından dozaj ve konsantrasyonu tartışırken bunu akılda tutmak önemlidir.
Tablo 2, atmosferik basınçları bir atm (SATP'de) ise, doygunluktaki çözünmüş gazların konsantrasyonunu gösterir.
Doygunluktan genellikle ya normal atmosferik kısmi basıncında elde edilen gaz konsantrasyonu (yukarıda N2 için yaptığımız gibi) ya da çözeltinin üzerindeki gazın yalnızca eşit bir basınçta ilgilenilen saf gaz olması durumunda elde edilen konsantrasyon açısından bahsedilir. bir atmosfere (atm).
Deniz seviyesindeki normal atmosferik basınç olduğu için 1 atm'lik bir basınç kullanılır.
Tablo 2. Bir atm kısmi basınçta sudaki bazı yaygın atmosferik gazların denge konsantrasyonu (doygunluk).
| Gaz | Henry'nin Sabiti (KH) 25 yaşında °Ç. (Latm/mol) | Suda Konsantrasyon a | |
| mmol/L | mg/L | ||
| Azot (K2) | 1639.34 | 0.61 | 17.10 |
| oksijen (O2) | 769.23 | 1.30 | 41.60 |
| *Karbon dioksit (CO2) | 29.41 | 34.00 | 1496.43 |
| Neon (Ne) | 2222.22 | 0.45 | 9.10 |
| Helyum (O) | 2702.70 | 0.37 | 1.50 |
| hidrojen (H2) | 1282.05 | 0.78 | 1.57 |
Tüm hesaplamalar 1 atm saf gazda yapılır.
* Bu tür suda çözündüğünde asit-baz reaksiyonlarına katılır (yani CO2 +H2O =>H2CO3) ve bu nedenle ideal bir gaz değildir ve Henry yasasından sapar
Tablo 2'deki değerler Henry kanunu kullanılarak hesaplandı. Örneğin, Henry yasası kullanılarak hidrojen gazının (H2) konsantrasyonu, konsantrasyonu (C) elde etmek için P'nin (bu durumda 1 atm'dir) KH'ye bölünmesiyle elde edildi.
Tablo 1, hidrojen gazı için KH'nin 1282.05 olduğunu göstermektedir. Bu bize 7,8 x 10-4 M veya 0,78 mmol/L verir. Molariteyi litre başına miligrama çevirerek 1,57 mg/L H2 (aq) veya yaklaşık 1,6 ppm elde ederiz.
Bu, normalde suda bulunana kıyasla doymuş bir çözeltide (1 atm'de saf H2 basıncı) yaklaşık iki milyon kat daha fazla hidrojen molekülü olduğu anlamına gelir.
ÇÖZELTİDEKİ H2'NİN YARI ÖMRÜ
Bir kutu gazozu açar gibi, H2 suyu normal atmosferik gazlara ve basınca maruz kalır kalmaz, H2 konsantrasyonu atmosferdeki H2'nin kısmi basıncı ile dengeye gelene kadar azalır, bu da 8,67 x konsantrasyon olacaktır. 10-7 mg/L.
Hidrojen gazı evrendeki en küçük molekül olduğu için, tüm plastik ve diğer birçok kaplardan da yayılabilecektir. Bu nedenle hidrojen, tüm gazlar arasında en yüksek efüzyon hızına sahiptir.
H2'nin sudan ayrışma ve dağılma hızı, öncelikle sıcaklık, çalkalama ve yüzey alanından doğrudan etkilenir. 500 mL'lik açık bir çözünmüş hidrojen suyu kabının yarı ömrü yaklaşık iki saattir.
Bu nedenle, başlangıç H2 konsantrasyonu 1,6 mg/L olan oda sıcaklığında türbülans olmadan açıkta bırakılırsa, konsantrasyon muhtemelen iki saat sonra 0,8 mg/L civarında olacaktır. Bununla birlikte, dağılım oranı tam olarak doğrusal değildir.
Alt çizgi
Gerçekte, suya diğer gazlar (oksijen, nitrojen vb.) dahil edildiğinde, sudaki maksimum hidrojen konsantrasyonu azalır.
Bu durumda, maksimum hidrojen konsantrasyonu 1000 ppb'nin (1 ppm) biraz üzerindedir.
Sonuç olarak, içme amaçlı hidrojenli su veya hidrojenli su makinelerinden 1600 ppb ve üzerini getiren ürünlerin tamamı sahte ürünlerdir.
Türkçe 
English 
Español 
简体中文 
العربية 
हिन्दी 
Deutsch 
Français 
Italiano 
Português 
Nederlands 
Polski 
Čeština 
Svenska 
Русский 
한국어 
日本語 
Bahasa Indonesia 
ไทย 
Tiếng Việt