AQUACENTRUM

Warum hat pH mehr Einfluss auf ORP als H2?

Wie wir gesehen haben, tragen die Konzentrationen von H2 und H+ beide zum ORP-Messergebnis bei. Ändert sich die H+ Konzentration, wird sich auch das ORP ändern, selbst wenn wir die H2-Konzentration konstant halten. In unserer Analyse der Beziehung zwischen H2, H+ und ORP haben wir gesehen, dass der ORP-Wert viel stärker auf Änderungen des pH-Werts reagiert als auf Änderungen des Gehalts an gelöstem H2. „Warum ist das wahr?“ Hier eine Zusammenfassung unserer Ergebnisse:

  • 1

Die pH-Skala drückt H+-Konzentrationen als Potenzen von 10 aus.

In unserer vorherigen Diskussion über den pH-Wert haben wir die Gleichung gezeigt, mit der dieser berechnet wurde:

 

Zusammenhang zwischen dem geloesten H2 - ph-Wert und Redoxpotential Equation 7

Die pH-Skala drückt Änderungen von H+ unter Verwendung von Potenzen von 10 aus.

Wenn der pH-Wert um eine Einheit ansteigt, bedeutet dies eine zehnfache Abnahme der H+ Ionenkonzentration (101 = 10). Dies bedeutet, bei einem Anstieg des pH-Wertes um zwei Einheiten eine hundertfache Abnahme (102 = 100) und eine Änderung von drei Einheiten bedeutet eine tausendfache Abnahme (103 =1000) von H+.
Da pH-Änderungen mit exponentiellen Änderungen der H+-Konzentration einhergehen, können scheinbar kleine Änderungen des pH-Werts tatsächlich sehr wesentliche Änderungen in der tatsächlichen H+ Konzentration zur Folge haben. Der pH-Wert von Wasserstoffwasser kann sich leicht über 3 Einheiten des pH-Werts erstrecken kann (sogar noch mehr, wenn Sie Wasserstoffwasser mit einem pH-Wert unter 7 in Betracht ziehen).
Somit kann die H+ Konzentration verschiedener H2- Wässer um einen Faktor von 10.000 oder mehr variieren! Beachten Sie schließlich, dass der pH-Wert nur eine mathematische Darstellung der tatsächlichen H+- Konzentration ist (dabei ist zu beachten, dass der pH-Wert ohne Einheit angegeben wird). Die ORP-Elektrode reagiert jedoch auf die tatsächliche H+- Konzentration und nicht auf den pH-Wert.

  • 2

Konzentrationen von H2 werden unter Verwendung einer linearen Skala ausgedrückt. Anders als H+ Konzentrationen wie H+ unter Verwendung einer logarithmischen Skala (pH) auszudrücken, verwendet man hier eine lineare Skala in Milligramm pro Liter (mg/l). Diese deckt typischerweise einen viel kleineren Konzentrationsbereich als H+ ab. Folglich stellen Änderungen beim H2 verglichen mit den großen Änderungen, die beim H+ möglich sind, typischerweise relativ kleine Änderungen dar.
Würde beispielsweise die H2-Konzentration wie der pH-Wert als Zehnerpotenzen ausgedrückt, stellte unser Konzentrationsbereich von 0,5 bis 5 mg/l nur eine Konzentrationsänderung des Faktors von einer Zehnerpotenz dar (eine zehnfache Änderung). Damit kommen wir nicht einmal in die Nähe des Faktors 10.000 der mit pH möglich ist.

Diese Ungleichheit in den Konzentrationsbereichen zwischen H2 und H+ hilft uns wiederum bei der Erklärung, warum H2 einen viel geringeren Einfluss auf die ORP-Messung hat als der pH-Wert.
An dieser Stelle ist es wichtig anzumerken, dass eine Änderung des H2-Niveaus von nur 1 oder 2 mg/l klein erscheint und tatsächlich einen nicht wahrnehmbaren Einfluss auf die ORP-Messung hat. Sie ist aber vom therapeutischem Nutzen her sehr signifikant. Um dies zu messen, ist die ORP-Messung also nicht geeignet.
Um kleine Veränderungen des H2-Niveaus zu messen, wird also eine andere eine Methode zur Messung von Unterschieden in der H2-Konzentration von nur wenigen mg/l benötigt.
  • 3

Die Nernst-Gleichung führt eine exponentielle mathematische Operation für den Term [H+] durch. Wenn wir uns erneut die Wasserstoffgasreaktionsgleichung zusammen mit der Nernst-Gleichung ansehen, die das Wasserstoff-Redoxpaar zeigt, können wir einen weiteren Grund für den großen Einfluss des pH-Werts auf die ORP-Messung sehen:

Zusammenhang zwischen dem geloesten H2 ph-Wert und Redoxpotential Einfluss pH-Wert ORP Figure 13

Beachten Sie in dem blauen Feld von Figure 13, dass der untere Term „H+]“ im Gegensatz zum oberen Term [H2] den Exponenten „2“ außerhalb der Klammern enthält (rot eingekreist). Schauen Sie sich die Gleichung unterhalb an, um zu sehen, woher dieser Exponent kommt.

Die Nernst-Gleichung erfordert nun aufgrund der Umwandlung der oxidierten Spezies des Redoxpaars (2H+) in die reduzierte Form (H2), dass die Anzahl (2e-) der Elektronen (gemessen in „Mol“) als Exponent für den Term [H+] ausgedrückt wird.
Die Erklärung dafür ist nicht Gegenstand unserer Erörterung.

Für die Reduktion, welche definitionsgemäß eine Anreicherung mit Elektronen ist, macht es Sinn, dass die für die Reduktionsreaktion erforderliche Elektronenmenge bei der Berechnung des Reduktionspotentials berücksichtigt werden muss.

Dieser Exponent von „2“ bedeutet, dass wir die H+ Konzentration quadrieren müssen (multiplizieren Sie den [H+]-Term mit sich selbst).

Weil der pH-Wert auf einer exponentiellen Skala die Menge an H+ angibt, ist der Wert des H+- Terms ebenfalls die exponentiell berechnete H+Konzentration! Für den Term [H2] dagegen gibt es keine Exponentialfunktion.

Die exponentielle mathematische Operation, die von der Nernst-Gleichung gefordert wird, hilft zu erklären, wie eine scheinbar kleine Änderung des pH-Wertes des Wassers (von nur einigen Zehnteln) zu einem so großen Einfluss auf die ORP-Messung führen kann.

Die H2-Konzentration wird im Vergleich nur einen relativ unbedeutenden Einfluss auf das ORP ausüben.

Zusammen betrachtet zeigen die Punkte 1 bis 3 deutlich, warum selbst gering anmutende Veränderungen des pH-Werts exponentiell größere Änderungen der tatsächlichen H+Konzentration darstellen. Folglich überwindet der große Einfluss des pH-Werts auf die ORP-Messung den geringen Einfluss von H2 und „kontrolliert“ im Wesentlichen die ORP-Messung.

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

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