Wie viel H₂-Gas hat sich im Wasser gelöst?

Das ist gar nicht so leicht zu bestimmen, aber von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, die Qualität des erzeugten H₂-Wassers einzuschätzen. 

Letztlich geht es immer darum, H₂-Gas in den Körper zu transportieren: durch Wasser-Trinken, Inhalieren oder Baden.
Für das Trinken gibt es die Empfehlung, täglich 3 mg H₂-Gas "zu sich zu nehmen".  Mehr schadet nichts, aber wenn der H₂-Gehalt im Wasser in etwa bekannt ist, ergibt sich daraus, wie viel H₂-Wasser nach dieser Herstellungsweise diese Dosis von 3 mg H₂-Gas enthält. (mindestens 3 Liter mit 1 ppm, 1 Liter mit 3 ppm oder 0,5 Liter mit 6 ppm)

Ohne wirklich sehr teure Laborgeräte lässt sich der H2-Gehalt in Wasser nur mit einer blauen Titrierlösung abschätzten, die im Wesentlichen aus Methylenblau und kolloidalem Platin besteht. Das Platin macht die Tropfen nicht ganz billig. Ein Set mit 10 ml Tropfen kostet je nach Qualität und Lieferant so zwischen 10 $ und 50 €. Dabei gehört zu jeden Tropfen eine Pipette oder ein Tropfen, der die Tropfengröße bestimmt. Jeder Tropfen dieser Lösung reagiert mit einer gewissen Menge an H₂-Gas und entfärbt sich dabei von tief-dunkelblau nach gelblich transparent. 

Handhabung der "blauen Tropfen":

• Die Tropfen können selbst auf Porzellan intensiv blaue Flecken hinterlassen, daher den Arbeitsbereich mit 4 Lagen saugfähigem Küchenpapier auslegen und die Flasche nach jedem Gebrauch schließen, damit sie schadlos versehentlich umgeworfen werden kann! Geöffnete Flasche immer festhalten.
  
  
• Da Ergebnis hängt auch von der genauen Wassermenge ab, in die getropft wird. Üblicherweise sind das 6 ml und jeder eingebrachte Tropfen, der sich entfärbt zählt dann für 0,1 ppm H₂-Gehalt. Der Eichstrich am Messbecher für 6 ml ist aber schwer mit dem Wasserspiegel überein zu bringen, denn Wasser bildet einen Meniskus und es zählt der tiefste Punkt des gewölbten Wasserspiegels, daher empfiehlt es sich für das Einmessen des H₂-Wassers eine Einwegspritze (ohne Nadel) zu verwenden. Das Aufziehen der Spritze muss jedoch genauso wie das Ausdrücken langsam erfolgen, um Verwirbelungen zu vermeiden, die H₂ ausgasen lassen würden. Beim Ausdrücken das H₂-Wasser an der Messbecherrand abfließen lassen und nicht auf die Wasseroberfläche spritzen.
  
  
• Ich verwende immer 2 Spritzen für je 3 ml H₂-Wasser, die ich beide je Probenahme aufziehe. Zunächst fülle ich nur 3 ml in den Messbecher und tropfe die blaue Flüssigkeit dazu, bis sich der letzte Tropfen nicht mehr entfärbt. Dann zählt jeder Tropfen für 0,2 ppm. Ist der H₂-Gehalt hoch (also z.B. über 10 Tropfen entsprechend 2ppm) reicht mir die Genauigkeit von plus-minus 0,2 ppm aus und ich spare mir weitere Tropfen. Falls nicht, oder falls ich versehentlich schon zu viele Tropfen zugegeben habe, füge ich das Wasser aus der zweiten Spritze dazu und werte jeden Tropfen für 0,1 ppm wie in der Anleitung vorgegeben.
  
  
• Ist sicher zu erwarten, dass der Messwert über einem gewissen H2-Gehalt liegt, so empfiehlt es sich, gleich die entsprechende Tropfenzahl auf einmal zuzugeben, weil durch das häufige Schwenken auch schon wieder H₂-Gas ausgast. 
  
  
• Das Messgefäß nur sanft schwenken, um das Wasser mit den Tropfen zu vermischen. Das genügt und ist einfacher als vorsichtiges Rühren. (nicht schütteln)
  
  
• Wenn der ungefähre Messwert bekannt ist, dass gleich auf einmal so viel Tropfen dazu geben wie mit Sicherheit entfärbt werden und nicht nach jedem Tropfen erneut durch Schwenken mischen. So entweicht beim Messen weniger H₂-Gas und der Messwert liegt etwas höher und etwas näher an der Realität.

• Der letzte Tropfen, der sich nicht mehr (ganz) entfärbt, zählt nicht mit! (manchmal ist das in der Anleitung anders angegeben)
  
  
• Nach der Messung die Tropfenflasche schnell wieder sicher verschließen und das Messgefäß mit Leitungswasser spülen und gefüllt stehen lassen. Nach einiger Zeit färbt sich auch dieses Wasser wieder blau ein. Dann das Wasser so lange wechseln bis es klar bleibt und so über Nacht stehen lassen. Das erspart das sorgfältige Ausreiben des Messgefäßes mit Küchen- oder Toiletten-Papier.
  
  
• WICHTIG:
  Die Tropfen zeigen in der Regel einen zu hohen, oder viel zu hohen H₂-Gehalt an!
  Das so ermittelte Ergebnis muss dann zur Korrektur noch mit einem Korrekturfaktor multipliziert werden, der für jedes verwendete Wasser gesondert bestimmt werden muss.
  Einerseits mag das daran liegen, dass es den Kunden der Tropfen freut, wenn er höhere Werte misst und der Hersteller dabei Kosten spart, wenn er "verdünntere" Tropfen verkauft, aber auch im Trinkwasser können Substanzen in geringer Menge enthalten sein können, die zwar nicht gesundheitsschädlich sind, die aber die chemische Entfärbungsreaktion behindern können. Wie dieser Kalibrierfaktor bestimmt werden kann, ist hier am Beispiel von destilliertem Wasser ist genauer beschrieben.
  
  Für das Leitungswasser im Haus kann man sich in gleicher Weise den Korrekturfaktor bestimmen, wobei sich dieser aber auch wieder leicht verändern kann, wenn Umbauten an der Hausinstallation gemacht wurden, oder die Stadtwerke einmal das Wasser abstellen mussten. Dann können frei gespülte Verschmutzungen (Rost, Metallionen, Reste von Reinigungsmitteln) die Ergebnisse auch über einen längeren Zeitraum beeinflussen.
  
  
• Für einen einmaligen Test mit unbekanntem Wasser oder dem Testen von gebrauchtem Badewasser empfehle ich, genau dasselbe Wasser nach dem Ermitteln des H₂-Gehalts mit den Tropfen noch einmal im "normal-gesättigten" Zustand zu messen. (Das Wasser zum Kalibrieren etwa Raumtemperatur haben)
  Jedes Wasser, egal ob es bereits viel H₂-Gas oder keines enthält, lässt sich auf einen Gehalt von ca. 1,6 ppm bringen, wenn es nur mindestens 20 Minuten, besser 40 Minuten lang in einer Booster-Flasche mit nicht ganz geschlossenem Deckel (damit kein Druck im Wasser entstehen kann) mit H₂-Gas durchsprudelt wird.
  Dazu hat die Booster-Flasche Aquavolta H2 Turbo 2.0 eine zusätzliche Option für ein 40 Minuten langes Boosten. Bei anderen Flaschen einfach oft genug nacheinander boosten und das Wasser innerhalb von 5 Minuten danach messen. Hat das Wasser bereits einen sehr hohen H₂-Gehalt, dann das Wasser erst in der Booster-Flasche häufig schütteln, um den H2-Gehalt schnell in die Nähe von 1,6 ppm zu bringen.
  
  
• Der Korrekturfaktor für die Messung berechnet sich dann als f = 1,6 / Messwert nach 40 Minuten drucklosem boosten.
  Dieser so ermittelte Korrekturfaktor kann durchaus im Bereich von 0,5 bis 0,9 liegen.

Bestimmen des Sättigungsgrads mit H₂-Gas in %

Noch einfacher und vielleicht sogar aussagekräftiger ist die Bestimmung des Sättigungsgrades mit H₂-Gas in %, weil der H₂-Gehalt für eine 100-prozentige Sättigung stark temperaturabhängig ist. Warmes Badewasser mit 38 °C ist schon bei einem H₂-Gehalt von 1,40 ppm zu 100 % gesättigt, kaltes Wasser mit 10 °C aber erst bei 1,75 ppm.

Zur Bestimmung der Sättigung in % wie üblich titrieren und dabei die Tropfen zählen, die sich noch ganz entfärben; einmal die Tropfenzahl T_W in dem zu messenden Wasser und dann die Tropfenzahl T_K in dem gleichen Wasser, das jedoch zusätzlich noch längere Zeit von H₂-Gas durch sprudelt wurde, also welches genau einfach gesättigt ist.
Beide Messproben müssen dabei dasselbe Volumen und dieselbe Temperatur haben, aber auf die Höhe der Temperatur oder auf die Größe des Messvolumens kommt es nicht an. Aber je größer das gewählte Messvolumen, umso größer dann auch die Messgenauigkeit.

Der Sättigungsgrad errechnet sich dann zu:  S = T_W / T_K  * 100 %

Diese einfache Formel ist nur gültig, wenn alle Messungen bei der gleichen Wassertemperatur erfolgt sind. 

Wurden aber die beiden Tropfenanzahlen bei T_W und T_K an unterschiedlich warmen Wasser bestimmt, wird die Berechnung viel aufwendiger.
Die Berechnung der erreichten Sättigung in % kann dann mit diesem Excel-Formular erfolgen.

Schnelltest von H₂-Booster-Flaschen

Geht es darum mit einem einzigen kurzen Test die Qualität einer H₂-Booster-Flasche einzuschätzen, kann ich folgende Vorgehensweise empfehlen:

1.  Flasche Anleitung mit destilliertem Wasser füllen, oder genau bis zur Gewindeverengung falls dazu keine Angabe in er Anleitung
2. Die Flasche ohne weiteres Boosten für 5 Minuten geschlossen stehen lassen.
3. Flasche langsam öffnen und sofort 3 ml möglichst weit unterhalb der Wasseroberfläche mit einer Spritze langsam entnehmen.
4. Dasselbe Wasser sofort wieder mit geöffnetem Deckel weitere 10 Minuten boosten und anschließend weitere 5 Minuten offen stehen lassen.
5. Die Spritze langsam in das Messgefäß so ausdrücken, dass das Wasser am innen an der Gefäßwand einfließt.
6. Die Tropfenanzahl T₃ zählen, die sich in den 3 ml entfärben (der Tropfen, der noch etwas blau bleibt, zählt nicht mit).
7. Genauso mit dem nach 4. behandeltem Wasser Verfahren, aber jetzt 6 ml in das Messgefäß geben.
8. Die Tropfenanzahl T_K zählen, die sich in den 6 ml entfärben (der Tropfen, der noch etwas blau bleibt, zählt nicht mit).
9. Als Testergebnis den erreichten Sättigungsgrad nach dieser Formel berechnen: S = T₃ / T_K  * 200 %

Voraussetzung für diesen Schnelltest ist, dass die Flasche in der Lage ist, innerhalb von 10 Minuten das Wasser mit mindestens 3 ppm H₂-Gehalt anzureichern! Für gute Booster-Flaschen ab Baujahr 2020 sollte das kein Problem sein. Gute Flaschen erreichen in dem Test in diesem Test Werte von 150 bis 300 %.

Beispiel:

17 Tropfen haben sich in den 3 ml (geschlossen) entfärbt, und 20 Tropfen in den 6 ml (offen).
Da wurde im Schnelltest ein Sättigungsgrad von S = 17 / 20  * 200 % = 170 % erreicht.