AQUACENTRUM

Messgeräte für gelösten Wasserstoff

Auf dem Markt gibt es relativ kostengünstige Digital-Wasserstoffzähler in Verbraucherqualität für ungefähr 500 US-Dollar. Obwohl diese Messgeräte weit verbreitet und akzeptiert sind, messen sie nicht spezifisch/selektiv gelöstes Wasserstoffgas. Ihr Design basiert auf der ORP-Technologie und verwendet statt teurer Wasserstoffsonden nicht-selektive Redox-Elektroden zur Messung des Reduktionspotential des Wassers.

 

Diese Messgeräte sollten jedoch nicht mit komplexeren Technologien zur Messung von Wasserstoff verwechselt werden. Bei diesen wird die Gaschromatographie-Massenspektrometer-(GC-MS)-Technologie eingesetzt, die leicht 100.000 US-Dollar oder mehr kosten kann.

Es gibt auch noch digitale Wasserstoff Messgeräte, die hochempfindliche Wasserstoffgassonden (polarographisch / voltametrisch) enthalten, doch auch solche Geräte können immer noch 10.000 US-Dollar oder mehr kosten.

Diese Technologien, welche in erster Linie für den wissenschaftlichen und industriellen Gebrauch konzipiert sind, sind sehr teuer und für den Durchschnittsverbraucher unerschwinglich.

In diesem Abschnitt werden wir basierend auf unseren früheren Diskussionen über die Beziehung zwischen H2, pH und ORP die Fähigkeit eines ORP-basierten Wasserstoffmessgeräts zur genauen Messung von gelöstem H2 bewerten.

ORP-basierte Wasserstoff-Messgeräte versuchen, den Gehalt an gelöstem H2 durch Messung des Redoxpotentials des Wassers zu bestimmen.

 

Wie wir gesehen haben, resultiert dieses hauptsächlich aus dem Beitrag der H+ Spezies des H+/H2 -Redoxpaares (dargestellt durch pH) und auch zu einem relativ unbedeutenden Grad aus der H2-Spezies des Redoxpaares.

Zusammenhang zwischen dem geloesten H2 - ph-Wert und Redoxpotential Messgeraete

Ein solches Messgerät versucht, die H2-Konzentration aus der ORP-Messung unter Verwendung des folgenden Prozesses zu bestimmen:

 

1. Die Nernst-Vorhersagen für das ORP von H2-Wasser mit pH 7 sind werkseitig in die Computer-Firmware des Messgeräts programmiert;

2. Das Redoxpotential des Probenwassers (in mV) wird durch die ORP- und Referenzelektroden des Messgeräts bestimmt und von der Elektronik verarbeitet;

3. Der gelöste H2-Gehalt der Probe wird aus dem Vergleich des Redoxpotential der Probe (deren pH-Wert genau 7 ist) mit den Nernst-Vorhersagen für das ORP von mit Wasserstoff angereichertem Wasser (pH 7) berechnet.

4. Darstellung des H2-Werts in PPB / PPM auf dem LCD-Bildschirm des Messgeräts. Zum Beispiel können wir aus der graphischen Darstellung in Figure 14 sehen, dass in Wasser mit einem pH-Wert von genau 7 bei zwei verschiedenen H2-Konzentrationen von 0,1 mg/l und 2 mg/l durch die Nernst-Gleichung ORP-Werte von -379 mV bzw. -417 mV vorhergesagt werden (2 ppm ist die typische obere Grenze für diese Art von Messgerät).

 

Zusammenhang zwischen dem geloesten H2 - ph-Wert und Redoxpotential Prediction Figure 14

Daher scheint es logisch, dass, wenn unsere Wasserprobe einen pH-Wert von genau 7 hat und wenn ihr ORP -379 mV misst, sie tatsächlich einen gelösten H2-Gehalt von 0,1 mg/l haben sollte. Wenn das ORP -417 mV misst, sollte es dagegen einen gelösten H2-Gehalt von 2 mg/l haben. Wenn der gemessene ORP irgendwo dazwischen liegt, ist es für einen Computer eine einfache Sache, den Messwert zu interpolieren und den entsprechend berechneten H2-Pegel anzuzeigen.

Aber: Beachten Sie die folgenden Punkte:

1) Wasser wird selten einen pH von genau 7 haben, und jede Abweichung, sogar so klein wie die Hälfte einer pH-Einheit, verändert die ORP-Ablesung fast um den gesamten Beitrag des gelösten H2 über den Bereich von 0,1 bis 2 mg/l (30 mV gegen 38 mV).
Da das Messgerät den pH-Wert nicht misst (es gäbe kein praktikables Verfahren zur Korrektur des pH-Werts des Wassers auf genau 7, wenn es gemessen würde), verhindert diese unvermeidliche Abweichung des pH-Werts des Wassers die Verwendung des Redoxpotentials, um H2 genau zu messen.

2) In unserer Diskussion über die Nernst-Vorhersagen für ORP sagten wir, dass wir keine anderen Redoxpaare im Wasser in Betracht ziehen, die ebenfalls zum gemessenen ORP beitragen (eine andere Form der Nernst-Gleichung kann das Redoxpotential für mehrere Redoxpaare vorhersagen).
Wasser enthält jedoch normalerweise andere Redoxpaare, die zu einem positiven Redoxpotential beitragen und dem negativen ORP des gelösten Wasserstoffs entgegenwirken.

Obwohl wir uns ihrer Anwesenheit bewusst sind, gibt es keine einfache Möglichkeit, ihre Beiträge zum ORP insgesamt zu messen und zu subtrahieren. Daher beeinflussen sie die ORP-Messung auf unvorhersehbare Weise und verfälschen die H2-Messung.

Auszug aus dem Buch von Randy Sharpe: „Der Zusammenhang zwischen gelöstem H2, pH-Wert und Redoxpotential“

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