Υπάρχουν σχετικά φθηνοί ψηφιακοί μετρητές υδρογόνου καταναλωτικής ποιότητας στην αγορά για περίπου 500 $. Αν και αυτοί οι μετρητές χρησιμοποιούνται ευρέως και είναι αποδεκτοί, δεν μετρούν ειδικά/επιλεκτικά το διαλυμένο αέριο υδρογόνο. Ο σχεδιασμός τους βασίζεται στην τεχνολογία ORP και χρησιμοποιεί μη εκλεκτικά ηλεκτρόδια οξειδοαναγωγής για τη μέτρηση του δυναμικού μείωσης του νερού αντί για ακριβούς ανιχνευτές υδρογόνου.
Ωστόσο, αυτοί οι μετρητές δεν πρέπει να συγχέονται με πιο σύνθετες τεχνολογίες για τη μέτρηση του υδρογόνου. Αυτά χρησιμοποιούν τεχνολογία αέριας χρωματογραφίας-φασματόμετρο μάζας (GC-MS), η οποία μπορεί εύκολα να κοστίσει $100.000 ή περισσότερο.
Υπάρχουν επίσης ψηφιακοί μετρητές υδρογόνου που περιέχουν εξαιρετικά ευαίσθητους ανιχνευτές αερίου υδρογόνου (πολογραφικοί/βολταμμετρικοί), αλλά αυτές οι συσκευές μπορεί να κοστίζουν 10.000 $ ή περισσότερο.
Αυτές οι τεχνολογίες, οι οποίες έχουν σχεδιαστεί κυρίως για επιστημονική και βιομηχανική χρήση, είναι πολύ ακριβές και απρόσιτες για τον μέσο καταναλωτή.
Σε αυτήν την ενότητα, με βάση τις προηγούμενες συζητήσεις μας σχετικά με τη σχέση μεταξύ H2, pH και ORP, θα αξιολογήσουμε την ικανότητα ενός μετρητή υδρογόνου που βασίζεται σε ORP να μετράει με ακρίβεια το διαλυμένο H2.
Μετρητές υδρογόνου που βασίζονται σε ORP προσπαθούν να προσδιορίσουν την περιεκτικότητα σε διαλυμένο H2 μετρώντας το δυναμικό οξειδοαναγωγής του νερού.
Όπως είδαμε, αυτό προκύπτει κυρίως από τη συμβολή των ειδών Η+ του ζεύγους οξειδοαναγωγής H+/H2 (που αντιπροσωπεύεται από pH) και επίσης σε σχετικά ασήμαντο βαθμό από το είδος Η2 του ζεύγους οξειδοαναγωγής.
Ένας τέτοιος μετρητής επιχειρεί να προσδιορίσει τη συγκέντρωση H2 από τη μέτρηση ORP χρησιμοποιώντας την ακόλουθη διαδικασία:
1. Οι προβλέψεις Nernst για την ORP του νερού H2 σε pH 7 έχουν προγραμματιστεί από το εργοστάσιο στο υλικολογισμικό του υπολογιστή του μετρητή.
2. Το δυναμικό οξειδοαναγωγής του δείγματος νερού (σε mV) προσδιορίζεται από το ORP και τα ηλεκτρόδια αναφοράς της συσκευής μέτρησης και επεξεργάζεται από τα ηλεκτρονικά.
3. Η περιεκτικότητα σε διαλυμένο Η2 του δείγματος υπολογίζεται συγκρίνοντας το δυναμικό οξειδοαναγωγής του δείγματος (του οποίου το pH είναι ακριβώς 7) με τις προβλέψεις Nernst για την ORP του εμπλουτισμένου με υδρογόνο νερού (pH 7).
4. Εμφάνιση της τιμής H2 σε PPB/PPM στην οθόνη LCD του μετρητή. Για παράδειγμα, από το γράφημα στο Σχήμα 14 μπορούμε να δούμε ότι σε νερό με pH ακριβώς 7 σε δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις H2 0,1 mg/l και 2 mg/l από την εξίσωση Nernst τιμές ORP των -379 mV και -417 mV αντίστοιχα (2 ppm είναι το τυπικό ανώτατο όριο για αυτόν τον τύπο μετρητή).
Επομένως, φαίνεται λογικό ότι εάν το δείγμα νερού μας έχει pH ακριβώς 7 και το ORP του είναι -379 mV, θα πρέπει στην πραγματικότητα να έχει ένα διαλυμένο επίπεδο Η2 0,1 mg/L. Από την άλλη πλευρά, εάν το ORP μετρά -417 mV, θα πρέπει να έχει περιεκτικότητα σε διαλυμένο H2 2 mg/L. Εάν το μετρούμενο ORP βρίσκεται κάπου στο ενδιάμεσο, είναι απλό για έναν υπολογιστή να παρεμβάλει την ένδειξη και να εμφανίσει το κατάλληλα υπολογισμένο επίπεδο H2.
Αλλά: Προσέξτε τα ακόλουθα σημεία:
1) Το νερό σπάνια θα έχει pH ακριβώς 7, και οποιαδήποτε απόκλιση, ακόμη και τόσο μικρή όσο μισή μονάδα pH, θα αλλάξει την ένδειξη ORP σχεδόν κατά το σύνολο της συνεισφοράς του διαλυμένου Η2 στην περιοχή από 0,1 έως 2 mg/L (30 mV έναντι 38 mV).
Δεδομένου ότι ο μετρητής δεν μετρά το pH (δεν θα υπήρχε πρακτική μέθοδος για τη διόρθωση του pH του νερού ακριβώς στο 7 εάν μετρήθηκε), αυτή η αναπόφευκτη απόκλιση στο pH του νερού εμποδίζει τη χρήση του οξειδοαναγωγικού δυναμικού για την παραγωγή Η2 σε μετρήστε με ακρίβεια.
2) Στη συζήτησή μας για τις προβλέψεις Nernst για ORP, είπαμε ότι δεν λαμβάνουμε υπόψη άλλα ζευγάρια οξειδοαναγωγής στο νερό που συμβάλλουν επίσης στο μετρούμενο ORP (μια άλλη μορφή της εξίσωσης Nernst μπορεί να προβλέψει το δυναμικό οξειδοαναγωγής για πολλαπλά ζευγάρια οξειδοαναγωγής).
Ωστόσο, το νερό συνήθως περιέχει άλλα ζευγάρια οξειδοαναγωγής που συμβάλλουν σε ένα θετικό δυναμικό οξειδοαναγωγής και εξουδετερώνουν το αρνητικό ORP του διαλυμένου υδρογόνου.
Αν και γνωρίζουμε την παρουσία τους, δεν υπάρχει εύκολος τρόπος να μετρήσουμε και να αφαιρέσουμε τη συνεισφορά τους στο συνολικό ORP. Επομένως, επηρεάζουν τη μέτρηση ORP με απρόβλεπτους τρόπους και παραμορφώνουν τη μέτρηση H2.
Απόσπασμα από το βιβλίο του Randy Sharpe: «Η σχέση μεταξύ διαλυμένου Η2, pH και οξειδοαναγωγικού δυναμικού»
