Como hemos visto, las concentraciones de H2 y H+ contribuyen al resultado de la medición de ORP. Si la concentración de H+ cambia, el ORP también cambiará, incluso si mantenemos constante la concentración de H2. En nuestro análisis de la relación entre H2, H+ y ORP, vimos que el ORP responde mucho más a los cambios de pH que a los cambios en los niveles de H2 disuelto. “¿Por qué es esto cierto?” Aquí hay un resumen de nuestros hallazgos:
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La escala de pH expresa las concentraciones de H+ como potencias de 10.
En nuestra discusión anterior sobre el pH, mostramos la ecuación utilizada para calcularlo:
La escala de pH expresa cambios en H+ usando potencias de 10.
Si el valor del pH aumenta en una unidad, esto significa una disminución diez veces mayor en la concentración de iones H+ (101 = 10). Esto significa que un aumento en el pH de dos unidades significa una disminución de cien veces (102 = 100) y un cambio de tres unidades significa una disminución de mil veces (103 =1000) de H+.
Debido a que los cambios de pH van acompañados de cambios exponenciales en la concentración de H+, cambios aparentemente pequeños en el pH pueden en realidad resultar en cambios muy significativos en la concentración real de H+. El pH del agua hidrogenada puede oscilar fácilmente por encima de las 3 unidades de pH (aún más si se considera el agua hidrogenada con un pH inferior a 7).
¡Esto significa que la concentración de H+ de diferentes aguas H2 puede variar en un factor de 10.000 o más! Finalmente, tenga en cuenta que el pH es sólo una representación matemática de la concentración real de H+ (tenga en cuenta que el pH se proporciona sin unidad). Sin embargo, el electrodo Redox responde a la concentración real de H+ y no al valor de pH.
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Las concentraciones de H2 se expresan mediante una escala lineal. A diferencia de expresar concentraciones de H+ como H+ usando una escala logarítmica (pH), esto usa una escala lineal en miligramos por litro (mg/L). Por lo general, esto cubre un rango de concentración mucho más pequeño que el H+. En consecuencia, los cambios en H2 normalmente representan cambios relativamente pequeños en comparación con los grandes cambios posibles en H+.
Por ejemplo, si la concentración de H2 se expresara como potencias de diez, como el pH, nuestro rango de concentración de 0,5 a 5 mg/L representaría solo un cambio de concentración de un factor de una potencia de diez (un cambio de diez veces). Esto significa que ni siquiera nos acercamos al factor de 10.000 que es posible con el pH.
Esta disparidad en los rangos de concentración entre H2 y H+ a su vez nos ayuda a explicar por qué el H2 tiene una influencia mucho menor en la medición de ORP que el pH.
Es importante señalar en este punto que un cambio en el nivel de H2 de sólo 1 o 2 mg/L parece pequeño y en realidad tiene un impacto imperceptible en la medición de ORP. Sin embargo, es muy significativo en términos de beneficio terapéutico. Por lo tanto, la medición de Redox no es adecuada para medir esto.
Entonces, para medir pequeños cambios en los niveles de H2, se necesita otro método para medir diferencias en la concentración de H2 de tan solo unos pocos mg/L.
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La ecuación de Nernst realiza una operación matemática exponencial sobre el término [H+]. Si miramos nuevamente la ecuación de reacción del gas hidrógeno junto con la ecuación de Nernst que muestra el par redox del hidrógeno, podemos ver otra razón para la gran influencia del pH en la medición de ORP:
En el cuadro azul de la Figura 13, observe que el término inferior “H+]”, a diferencia del término superior [H2], contiene el exponente “2” fuera del paréntesis (encerrado en un círculo rojo). Mire la siguiente ecuación para ver de dónde viene este exponente.
La ecuación de Nernst ahora requiere, debido a la conversión de las especies oxidadas del par redox (2H+) a la forma reducida (H2), que el número (2e-) de electrones (medido en “moles”) se exprese como un exponente. para el término [H+] se convierte en.
La explicación de esto no es el tema de nuestra discusión.
En el caso de la reducción, que por definición es un enriquecimiento con electrones, tiene sentido que al calcular el potencial de reducción se tenga en cuenta la cantidad de electrones necesarios para la reacción de reducción.
Este exponente de “2” significa que necesitamos elevar al cuadrado la concentración de H+ (multiplicar el término [H+] por sí mismo).
Debido a que el valor de pH indica la cantidad de H+ en una escala exponencial, el valor del término H+ es también la concentración de H+ calculada exponencialmente. Sin embargo, para el término [H2] no existe una función exponencial.
La operación matemática exponencial requerida por la ecuación de Nernst ayuda a explicar cómo un cambio aparentemente pequeño en el pH del agua (de sólo unas pocas décimas) puede tener un impacto tan grande en la medición del ORP.
En comparación, la concentración de H2 sólo tendrá una influencia relativamente insignificante sobre el redox.
En conjunto, los puntos 1 a 3 muestran claramente por qué incluso cambios aparentemente pequeños en el pH representan cambios exponencialmente mayores en la concentración real de H+. En consecuencia, la gran influencia del pH en la medición de ORP supera la pequeña influencia del H2 y esencialmente "controla" la medición de ORP.
Extracto del libro de Randy Sharpe: "La relación entre H2 disuelto, pH y potencial redox"
