Sul mercato sono disponibili contatori digitali di idrogeno di livello consumer relativamente economici per circa 500 dollari. Sebbene questi misuratori siano ampiamente utilizzati e accettati, non misurano in modo specifico/selettivo il gas idrogeno disciolto. Il loro design si basa sulla tecnologia ORP e utilizza elettrodi redox non selettivi per misurare il potenziale di riduzione dell'acqua invece di costose sonde per l'idrogeno.
Questi contatori non devono però essere confusi con tecnologie più complesse per la misurazione dell’idrogeno. Questi utilizzano la tecnologia gascromatografia-spettrometro di massa (GC-MS), che può facilmente costare $ 100.000 o più.
Esistono anche misuratori digitali di idrogeno che contengono sonde per gas idrogeno altamente sensibili (polarografiche/voltammetriche), ma questi dispositivi possono comunque costare 10.000 dollari o più.
Queste tecnologie, progettate principalmente per uso scientifico e industriale, sono molto costose e inaccessibili per il consumatore medio.
In questa sezione, sulla base delle nostre precedenti discussioni sulla relazione tra H2, pH e ORP, valuteremo la capacità di un misuratore di idrogeno basato su ORP di misurare accuratamente l'H2 disciolto.
I misuratori di idrogeno basati su ORP tentano di determinare il contenuto di H2 disciolto misurando il potenziale redox dell'acqua.
Come abbiamo visto, ciò deriva principalmente dal contributo delle specie H+ della coppia redox H+/H2 (rappresentata dal pH) e anche, in misura relativamente insignificante, dalle specie H2 della coppia redox.
Tale misuratore tenta di determinare la concentrazione di H2 dalla misurazione ORP utilizzando il seguente processo:
1. Le previsioni Nernst per l'ORP dell'acqua H2 a pH 7 sono programmate in fabbrica nel firmware del computer dello strumento;
2. Il potenziale redox dell'acqua campione (in mV) viene determinato dagli elettrodi Redox e di riferimento del dispositivo di misurazione ed elaborato dall'elettronica;
3. Il contenuto di H2 disciolto del campione viene calcolato confrontando il potenziale redox del campione (il cui pH è esattamente 7) con le previsioni di Nernst per l'ORP dell'acqua arricchita di idrogeno (pH 7).
4. Visualizzazione del valore H2 in PPB/PPM sullo schermo LCD dello strumento. Ad esempio, dal grafico in Figura 14 possiamo vedere che in acqua con un pH esattamente 7 a due diverse concentrazioni di H2 di 0,1 mg/l e 2 mg/l secondo i valori ORP dell'equazione di Nernst di -379 mV e -417 mV rispettivamente (2 ppm è il limite superiore tipico per questo tipo di misuratore).
Pertanto, sembra logico che se il nostro campione d'acqua ha un pH esattamente pari a 7 e il suo ORP misura -379 mV, in realtà dovrebbe avere un livello di H2 disciolto di 0,1 mg/L. D'altra parte, se l'ORP misura -417 mV, dovrebbe avere un contenuto di H2 disciolto di 2 mg/L. Se l'ORP misurato si trova nel mezzo, è semplice per un computer interpolare la lettura e visualizzare il livello di H2 opportunamente calcolato.
Ma: tieni presente i seguenti punti:
1) L'acqua raramente avrà un pH esattamente pari a 7 e qualsiasi deviazione, anche piccola come mezza unità di pH, modificherà la lettura ORP di quasi l'intero contributo di H2 disciolto nell'intervallo da 0,1 a 2 mg/L (30 mV rispetto a 38 mV).
Poiché il misuratore non misura il pH (non esisterebbe un metodo pratico per correggere il pH dell'acqua esattamente a 7 se fosse misurato), questa inevitabile deviazione del pH dell'acqua impedisce l'uso del potenziale redox per produrre H2 in misurare accuratamente.
2) Nella nostra discussione sulle previsioni di Nernst per l'ORP, abbiamo detto che non consideriamo altre coppie redox nell'acqua che contribuiscono anch'esse all'ORP misurato (un'altra forma dell'equazione di Nernst può prevedere il potenziale redox per più coppie redox).
Tuttavia, l’acqua contiene solitamente altre coppie redox che contribuiscono a un potenziale redox positivo e contrastano l’ORP negativo dell’idrogeno disciolto.
Sebbene siamo consapevoli della loro presenza, non esiste un modo semplice per misurare e sottrarre il loro contributo all’ORP complessivo. Pertanto, influenzano la misurazione dell'ORP in modi imprevedibili e distorcono la misurazione dell'H2.
Estratto dal libro di Randy Sharpe: "La relazione tra H2 disciolto, pH e potenziale redox"
