Anreichern von Wasser mit Wasserstoff in der Praxis

Einfluss der Wasserqualität auf das Messergebnis der blauen Tropfen

Das Messergebnis kann durch im Trinkwasser enthaltene Stoffe beeinflusst werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Tropfen bei gewissen Verunreinigungen im Wasser weniger oder sogar überhaupt nichts anzeigen. Solche Stoffe im Wasser, die den Platin-Katalysator deaktivieren können, sind: Blei, Verbindungen der Aminogruppe (Ammoniakderivate wie Chloramine, die zur Wasserdesinfektion verwendet werden), Schwefelverbindungen (Schwefel/Sulfite/Sulfate), Zink, Eisen und Silizium. Das habe ich einmal sehr deutlich erlebt:

In dem Wasser der Bodensee-Wasserversorgung in meinem Büro in Stuttgart z.B. haben die Tropfen zunächst gar kein H₂ angezeigt. Schon der erste Tropfen blieb in H₂‑reichem Wasser blau. Daraufhin habe ich denselben Versuch noch einmal mit Wasser aus dem Nachbargebäude wiederholt, und siehe, dort zeigten die Tropfen den erwarteten H₂‑Gehalt an. Beide Häuser wurden mit derselben Rohrleitung von der Straße aus versorgt, aber in meinem Gebäude waren offensichtlich Stoffe im Leitungssystem, die das Entfärben der Tropfen verhinderten. Nachdem ich dann das Wasser, auf das die Tropfen nicht reagierten, vor dem Boosten mit einem Kannen-Filter gefiltert hatte, der angeblich auch Schwermetalle aus dem Wasser filtert, haben die Tropfen auch in dem Gebäude funktioniert!  

Meiner Erfahrung nach zeigen unterschiedliche Wässer auch sonst durchaus kleine Unterschiede, entweder wirklich im H₂‑Gehalt oder in der Anzeige der Tropfen. Insbesondere unterscheiden sich Wässer darin, wie leicht (schnell) sich H₂‑Gas im Wasser löst. Der maximal erreichbare Sättigungswert unterscheidet sich dagegen kaum oder gar nicht. (siehe Diagramm)

Das Wasser der lokalen Wasserversorgung in Rangendingen löste im Versuch das H₂‑Gas mit einer Geschwindigkeit von 210 ppb/min, ähnlich dem entlüfteten Bodensee-Wasser (Pf. 2b). Bei dem nicht entlüfteten Bodensee-Wasser (Pf. 2b) betrug die Geschwindigkeit aber nur 150 ppb/min. Verwendet wurde in dem Versuch ein Wasserstoff-Booster (Hibon, SPE H2+) mit 0,5‑Liter-Mehrweg-Kunststoffflasche aus PET.

Bei dieser Kombination aus Booster und Flasche war der Anstieg des H₂‑Gehalts nahezu linear (doppelte Begasungsdauer ergibt doppelten H₂‑Gehalt).
Das entlüftete Wasser erwies sich nur im Anfangsbereich etwas vorteilhafter (und weniger als erwartet). Vermutlich treibt auch das sprudelnde Begasen selbst schon "Fremdgase" aus dem Wasser.
(zur Erklärung: Entlüftet nennt man ein Wasser, das keinerlei gelöste Gase enthält. Das kann man durch Abkochen oder durch Vakuumieren erreichen)

Da stellt sich die Frage:
Nimmt unterschiedliches Trinkwasser tatsächlich H₂‑Gas in unterschiedlicher Weise auf, oder wird die Messung mit den blauen Tropfen von der Wasserqualität beeinflusst?
Schließlich können Schwermetall-Rückstände im Wasser die Reaktion der blauen Tropfen ja auch so stark behindern, dass sie gar kein H₂‑Gas mehr anzeigen können.

Vergleichsmessungen unterschiedlicher Geräte sollten daher immer nur mit doppelt destilliertem Wasser erfolgen!

Einfluss der Handhabung auf das Messergebnis der blauen Tropfen

H₂-Wasser gibt das gelöste H₂-Gas sehr schnell wieder an die Umgebungsluft ab, weil diese ja so gut wie kein H₂-Gas enthält, denn Gase haben das Bestreben, sich im Wasser und der umgebenden Atmosphäre in gleicher Konzentration zu verteilen. (Siehe hier: Gasgleichgewicht)
Besonders schnell entweicht das H₂‑Gas aus dem Wasser, wenn das Wasser schnellen Druckschwankungen ausgesetzt wird. Das Phänomen ist auch von Wasser mit Kohlensäure (Sprudel mit CO₂-Gas) oder von Bier und Sekt jedem bekannt: Schüttelt man die Flasche vor dem Öffnen, dann spritzt es, weil die gelöste Kohlensäure durch die mechanische Druckstörung in feinste, unsichtbare Bläschen ausfällt, die dann beim Öffnen die Flüssigkeit herausspritzen lassen. Daher:

• Das zu messende Wasser unmittelbar nach dem Öffnen der "Booster"-Flasche entnehmen, ohne es zu stören:
• Das Wasser sanft aus geringer Höhe in das Messgefäß schütten, oder besser es mit einer 3‑ oder 6‑ml-Einweg-Spritze unter der Wasseroberfläche entnehmen. Dabei die Spritze langsam aufziehen und langsam ausdrücken und dabei die Spritzenöffnung nahe am Boden oder der Wand des Messgefäßes halten.
• Ist schon bekannt, wie viele Tropfen sich sicher ohne Verfärbung lösen werden, dann diese Tropfenzahl auf einmal ohne Rühren zugeben.
• Damit sich die Tropfen im Wasser verteilen, das Gefäß sanft schwenken, oder mit einem Stäbchen langsam umrühren, ganz nach James-Bond-Manier:
  "... nicht geschüttelt, nur gerührt".
• Beim Eintropfen die Pipette so halten, dass die Öffnung der Pipette nicht schräg zur Wasseroberfläche steht (das beeinflusst das Tropfen-Volumen)
• • Ganz wichtig: die Tropfenflasche nach jeder Messung schnell wieder verschließen und auf Dauer dazu immer den Originalverschluss und nicht die ggf. mitgelieferte Pipette verwenden! 
• Weil die Messergebnisse der Tropfen je nach Wasserqualität und Temperatur und geografischer Höhe unterschiedlich ausfallen, sollten die Tropfen auf die jeweilige Situation kalibriert werden. Hier beschreibe ich, wie das gemacht werden kann. Geht es nur darum, zu ermitteln, in welchem Wasser gleichen Ursprungs und bei gleicher Temperatur mehr oder weniger H₂‑Gas enthalten ist, wenn es sich also um einen relativen Vergleich handelt, kann auf die Kalibrierung verzichtet werden.
• Noch besser erscheint es mir, nicht mehr (nur) den H₂‑Gehalt im Wasser in ppm zu bestimmen, sondern die relative H₂‑Sättigung in % zu ermitteln. Wie das geht, beschreibe ich hier.

Einschätzen der Qualität von H₂-Wasser

Das ist es natürlich, worauf es letztlich ankommt! Ziel sollte es sein, dass nach der Zubereitung mehr H₂‑Moleküle in dem Trinkwasser sind als zuvor, aber dass das Wasser ansonsten unverändert bleibt.

H₂‑Wasser sollte nach der Anreicherung  nicht anders riechen als zuvor, denn H₂‑Gas hat keinen Geruch.

Ein leicht stechender Geruch kann ein Hinweis darauf sein, dass zugleich ggf. unerwünschtes Ozon (O₃) durch das Wasser geleitet wurde oder es haben sich andere Moleküle mit einem Eigengeruch gebildet, wie z.B. Chlordioxid (ClO₂). Manche "Alternativ-Mediziner" schwören ja auch auf Ozon oder Chlordioxid (sogenanntes MMS = Miraculous Mineral Substance) im Trinkwasser, aber beides sind starke Biozide (also: lebendiges abtötende Substanzen), die ich eher als Medikament ansehe, und nicht unbedingt andauernd einnehmen möchte. Bei einer Booster-Flasche kann man im Betrieb am Geräteboden riechen. Dort tritt bei starken Geräten auch etwas Ozon als Gas aus. Den typischen Ozon-Geruch kann man auch beim Betrieb von Laserdruckern oder Fotokopierern wahrnehmen oder in der Nähe von Hochspannungsgeräten.

H₂-Wasser sollte auch nicht anders schmecken als zuvor. Obwohl manche, die es probieren, sagen, es würde etwas weicher schmecken und sie würden mehr davon trinken als von nicht mit H₂ aufgeladenem Wasser. Aber das ist mit Geschmack auch nicht gemeint. Es sollte nicht metallisch schmecken oder säuerlich etc. Auch ein prickelndes Gefühl im Mund ist untypisch für H₂‑Wasser.

H₂-Wasser sollte natürlich möglichst viele H₂-Moleküle enthalten. Es geht ja in erster Linie mal darum, mehr H₂ in den Körper zu bekommen. Die gleiche Menge H₂ nehme ich mit dem Wasser auf, wenn ich viel Wasser mit geringerem H₂‑Gehalt oder weniger Wasser mit höherem H₂‑Gehalt trinke.
Insofern ist die Qualität von höher angereichertem Wasser nicht an sich besser, aber vielleicht will oder kann ich gar nicht so viel von dem niedriger angereicherten Wasser trinken, wie mir gerade guttäte. Und wie schon anderswo erwähnt, gibt es keine "Überdosis", die ungünstige Nebenwirkungen hätte.
Also: Viel mehr hilft nicht viel mehr, aber was "genug" ist, mag individuell verschieden sein, und könnte auch von dem Effekt abhängen, der bewirkt werden soll.

Ein Nebel aus feinen Bläschen im H₂‑Wasser ist kein Qualitätsmerkmal! (warum das so ist, schreibe ich hier)

Wie kann ich abschätzen oder messen, wie viel H₂‑Gas im Wasser gelöst ist?

Leider sind Messgeräte, die man einfach zur Messung ins Wasser halten kann, sehr teuer, und der teure Messfühler verbraucht sich auch noch schnell.

Als die genaueste Alternative gibt es blaue Messtropfen von verschiedenen Herstellern, mit denen man den H₂‑Gehalt durch Titration ermitteln kann. Auch diese tiefblaue Tropflösung ist nicht billig, weil sie kolloidales Platin als Katalysator enthält und nur in sehr kleinen Chargen hergestellt wird. Will man jedoch den Gehalt von H₂ im Wasser recht genau bestimmen, führt kein Weg an den Tropfen vorbei.
Zur Optimierung von Geräten und aus Forschungsinteresse habe ich sehr viele dieser Flaschen "vertropft", und als Schwabe habe ich mir auch eine Vorgehensweise ausgedacht, wie man mit der Hälfte der Tropfen auch brauchbare Messergebnisse erzielt, wenn der H₂‑Gehalt in Wasser deutlich über dem Sättigungsgehalt von 1,6 ppm von drucklos bereitetem H₂‑Wasser liegt. (wie das geht, schreibe ich hier).

Vorsicht ist bei den Tropfen geboten, wenn das zu testende Wasser bestimmte (Schwer-)metalle enthält, denn dann zeigen die Tropfen gar nichts mehr an.

Eine ganz grobe Schnellprüfung kann durch Schütteln des H₂‑Wassers erfolgen. Hat das H₂‑Wasser mehr als 1,4 bis 1,6 ppm H₂‑Gehalt, gilt es auch drucklos bei Raumtemperatur als übersättigt (so wie Sprudelwasser mit Kohlensäure). Durch ein einmaliges kurzes Schütteln in einer Flasche ohne Überdruck steigt dann ein Teil des gelösten H₂‑Gases wieder feinperlig an die Oberfläche oder es erscheint schlagartig eine Art Nebel aus sehr feinen Gasbläschen im Wasser. Auch ein Aufschlagen von einem Glas mit übersättigtem H₂‑Wasser (z.B. auf ein härteres Polster) kann diesen Effekt auslösen. Je höher und übersättigter das Wasser ist, umso empfindlicher reagiert es auf Erschütterungen oder Turbulenzen. Wurde das Wasser unter noch höherem Druck mehrfach übersättigt hergestellt, kann man auch mehrfach einmal kurz schütteln und es kommt dann jedes Mal wieder neues Gas zum Vorschein. Nach einer sehr groben Faustregel gilt, dass jeder einzelne Schüttler den H₂‑Gehalt im Wasser um ca. 1 ppm reduziert. (muss man etwas üben)

Das H₂‑Gas kann leider nicht mithilfe eines Laserpointers abgeschätzt werden. Das wurde in einem YouTube-Video als Nachweis empfohlen, aber durch das Laserlicht werden lediglich auch noch sehr feine Gasblasen im Wasser sichtbar, die sonst mit bloßen Augen nicht zu sehen sind. Diese feinsten Gasblasen werden aber auch schon durch den normalen Perlator am Wasserhahn erzeugt, und bleiben sehr lange im Wasser in der Schwebe. Welches Gas in den Bläschen ist, kann nicht erkannt werden und das Vorhandensein eines "Gasnebels" im Wasser ist kein Nachweis für einen hohen H₂‑Gehalt im Wasser. (Siehe dieses Video mit einem Kreuzlaser aus dem Baumarkt.)

Auch der erreichte Druck im Wasser während der Anreicherung mit H₂‑Gas ist ein Qualitätsmerkmal, denn wenn reines H₂‑Gas unter Druck über längere Zeit durch das Wasser perlt und/oder auf der Wasseroberfläche ansteht, so ist der zu erwartende H₂‑Gehalt im Wasser ausschließlich von diesem Druck und der Wassertemperatur abhängig. Und solange der Druck erhalten bleibt, bleibt auch die H₂‑Konzentration im Wasser erhalten. So einfach ist das wirklich, weshalb auch der Druckentwicklung in den Booster-Flaschen oder größeren stationären Geräten die größte Bedeutung zukommt. (Wie man den aktuellen Druck in geschlossenen, durchsichtigen Flaschen trickreich messen kann, beschreibe ich hier.)

Deshalb sollte man die Booster-Flaschen auch immer erst kurz vor dem Trinken öffnen und idealerweise vorher längere Zeit unter Druck belassen. Wobei der Druck in vielen Booster-Flaschen nach Ende der H₂-Produktion wieder mit der Zeit abfällt, weil sich noch weiteres Gas im Wasser löst, oder weil die Geräte unter Innendruck etwas undicht sind. Ideal wäre also eine Flasche, die den Druck selbstständig so lange konstant auf dem Maximum hält, bis sie zum Trinken geöffnet wird.

Hier der Zusammenhang zwischen dem Druck in bar bei Raumtemperatur während der Herstellung des H₂‑Wassers und dem dann maximal erreichbaren H₂‑Gehalt in ppm. In der Praxis liegen die erreichten Werte z.T. deutlich darunter, weil das H₂‑Gas sich anfangs schnell im Wasser löst, aber je näher der H₂‑Gehalt an die angegebene Sättigungsgrenze kommt, umso langsamer diffundiert weiteres H₂ ins Wasser. Auch ist die Geschwindigkeit, mit der das Wasser das H₂‑Gas löst, von den sonst noch im Wasser gelösten Stoffen abhängig. Der praxisnäheren Werte in der mittleren Spalte wurden an realem Trinkwasser und nicht an destilliertem und entlüftetem Wasser ermittelt.

Was aber immer stimmt: Verspricht ein Hersteller, dass sein Gerät einen H₂-Gehalt entsprechend der rechten Spalte der Tabelle erreicht, aber das Gerät erreicht nicht mindestens den zugehörigen Druck in der linken Spalte, so verspricht er eine Unmöglichkeit. Tatsächlich sollte das Gerät sogar eher einen Druck erreichen, der deutlich über den Tabellenwerten der linken Spalte liegt, denn mit den Tabellenwerten kann der Vorgang der H₂-Anreicherung bis zur absoluten Sättigung auch mal mehrere Tage lang dauern. (Der Vorgang ist nicht linear, d. h., anfangs steigt der Gehalt schnell und dann immer langsamer, und das absolute Maximum zu erreichen kann sehr lange dauern.)

Mit der simplen Technik der Ventil-Flaschen werden bei 2 bar Druck in Glas-Pfandflaschen nach einer Lagerung von 12 h etwa 4 ppm H2-Gehalt erreicht, und nach 40 Tagen Lagerung an die 4,7 ppm H₂-Gehalt erreicht.

Einschätzen der Qualität von H₂-Badewasser

Beim Baden in wasserstoffreichem Badewasser sollen im Wasser gelöste H₂‑Gasmoleküle durch die Haut in den Körper diffundieren. H₂-Gasbläschen, die noch für das Auge sichtbar sind, oder das Badewasser milchig erscheinen lassen, sind zwar vielleicht hübsch anzuschauen, aber sie gelangen nicht durch die Haut in den Körper.
Und selbst wenn neben den sichtbaren H₂-Gasbläschen auch noch gelöster Wasserstoff im Badewasser vorhanden ist, liegt der Gehalt an gelöstem H₂-Gas dann immer deutlich, oder sogar weit unterhalb der Sättigungsgrenze für H2-Gas im Badewasser (1,4 ppm bei 38 °C).

Hochwertiges H₂-Badewasser, das mit H₂-Gas übersättigt ist, muss für das Auge immer absolut klar und blasenfrei sein!

Ob, und wie stark klares Badewasser mit H₂‑Gas übersättigt ist, erkennt man daran, dass sofort ein H₂‑Gasnebel in Erscheinung tritt, wenn ein scharfer Wasserstrahl unter Wasser in übersättigtes H₂‑Badewasser eingeleitet wird. Eine derartige, turbulente Störung hat auf das H₂‑Badewasser denselben Effekt wie das Schütteln einer bereits geöffneten Sprudelflasche, was das gelöste CO₂-Gas sofort schlagartig als Blasen ausfallen lässt.

Damit ist auch klar, dass es keinen aktiven Whirlpool mit H₂‑Badewasser geben kann!

Blasen im H₂‑Badewasser bedeuten, dass das Wasser gerade ganz offensichtlich massiv H₂‑Gas an die Atmosphäre abgibt. Qualitativ hochwertiges, übersättigtes H₂‑Wasser wird dabei sehr schnell zu "nur" gesättigtem H₂‑Wasser, wenn es mit H₂‑Gas durchsprudelt wird. Wird es aber mit Luft durchsprudelt, entweicht rasch aller Wasserstoff aus dem Wasser!

Hier ist ein Video, das zeigt, was passiert, wenn in hochwertiges, übersättigtes H₂‑Badewasser scharfe Wasserstrahlen aus einem Duschkopf eingeleitet werden. (Die Gasbläschen in dem Video kommen nicht aus dem Duschkopf.)

Soll der Gehalt an H₂-Gas im Badewasser bzw. der Sättigungsgrad genauer bestimmt werden, können dazu die blauen Messtropfen verwendet werden. Sie sollten aber nach Möglichkeit für jede einzelne Messreihe direkt an dem zu messenden Badewasser kalibriert werden, denn gewisse Inhaltsstoffe im Trink- oder Badewasser beeinflussen die Reaktion der blauen Tropfen und führen zu verfälschten Messwerten. 

Hier ist ein Video, das zeigt, wie dieser Whirlpool-Effekt dazu genutzt werden kann, um schnell normalgesättigtes Badewasser zur Korrektur der Messwerte herzustellen.