Comme nous l’avons vu, les concentrations de H2 et H+ contribuent toutes deux au résultat de la mesure ORP. Si la concentration en H+ change, l’ORP changera également, même si nous maintenons la concentration en H2 constante. Dans notre analyse de la relation entre H2, H+ et ORP, nous avons constaté que l’ORP réagit beaucoup plus aux changements de pH qu’aux changements des niveaux de H2 dissous. « Pourquoi est-ce vrai ? » Voici un résumé de nos conclusions :
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L’échelle de pH exprime les concentrations de H+ sous forme de puissances de 10.
Dans notre discussion précédente sur le pH, nous avons montré l’équation utilisée pour le calculer :
L'échelle de pH exprime les changements de H+ en utilisant des puissances de 10.
Si la valeur du pH augmente d'une unité, cela signifie une diminution par dix de la concentration en ions H+ (101 = 10). Cela signifie qu'une augmentation du pH de deux unités signifie une diminution de cent fois (102 = 100) et un changement de trois unités signifie une diminution de mille fois (103 = 1000) de H+.
Étant donné que les changements de pH s'accompagnent de changements exponentiels dans la concentration de H+, des changements apparemment minimes du pH peuvent en réalité entraîner des changements très importants dans la concentration réelle de H+. Le pH de l’eau hydrogénée peut facilement dépasser 3 unités de pH (encore plus si l’on considère l’eau hydrogénée avec un pH inférieur à 7).
Cela signifie que la concentration en H+ des différentes eaux H2 peut varier d'un facteur de 10.000 XNUMX ou plus ! Enfin, notez que le pH n'est qu'une représentation mathématique de la concentration réelle de H+ (notez que le pH est donné sans unité). Cependant, l'électrode ORP réagit à la concentration réelle de H+ et non à la valeur du pH.
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Les concentrations de H2 sont exprimées à l'aide d'une échelle linéaire. Contrairement à l’expression des concentrations de H+ comme H+ à l’aide d’une échelle logarithmique (pH), celle-ci utilise une échelle linéaire en milligrammes par litre (mg/L). Cela couvre généralement une plage de concentrations beaucoup plus petite que celle de H+. Par conséquent, les changements dans H2 représentent généralement des changements relativement faibles par rapport aux changements importants possibles dans H+.
Par exemple, si la concentration de H2 était exprimée en puissances de dix comme le pH, notre plage de concentrations de 0,5 à 5 mg/L ne représentait qu'un changement de concentration d'un facteur d'une puissance de dix (un changement de dix fois). Cela signifie que nous ne nous approchons même pas du facteur de 10.000 XNUMX possible avec le pH.
Cette disparité dans les plages de concentration entre H2 et H+ nous aide à son tour à expliquer pourquoi H2 a une influence beaucoup plus faible sur la mesure de l'ORP que le pH.
Il est important de noter à ce stade qu’une variation du taux de H2 de seulement 1 ou 2 mg/L semble faible et a en réalité un impact imperceptible sur la mesure de l’ORP. Cependant, son bénéfice thérapeutique est très important. La mesure ORP n'est donc pas adaptée pour mesurer cela.
Ainsi, pour mesurer de petits changements dans les niveaux de H2, une autre méthode est nécessaire pour mesurer des différences de concentration de H2 de quelques mg/L seulement.
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L'équation de Nernst effectue une opération mathématique exponentielle sur le terme [H+]. Si nous examinons à nouveau l'équation de réaction de l'hydrogène gazeux ainsi que l'équation de Nernst montrant le couple rédox de l'hydrogène, nous pouvons voir une autre raison pour la grande influence du pH sur la mesure de l'ORP :
Dans l'encadré bleu de la figure 13, notons que le terme inférieur « H+] », contrairement au terme supérieur [H2], contient l'exposant « 2 » à l'extérieur des parenthèses (encerclé en rouge). Regardez l'équation ci-dessous pour voir d'où vient cet exposant.
L'équation de Nernst nécessite désormais, du fait de la conversion des espèces oxydées du couple rédox (2H+) en forme réduite (H2), que le nombre (2e-) d'électrons (mesuré en « taupes ») soit exprimé sous forme d'exposant. car le terme [H+] devient.
L’explication de cela ne fait pas l’objet de notre discussion.
Pour la réduction, qui est par définition un enrichissement en électrons, il est logique que la quantité d'électrons nécessaire à la réaction de réduction soit prise en compte lors du calcul du potentiel de réduction.
Cet exposant de « 2 » signifie que nous devons mettre au carré la concentration de H+ (multiplier le terme [H+] par lui-même).
Étant donné que la valeur du pH indique la quantité de H+ sur une échelle exponentielle, la valeur du terme H+ est également la concentration de H+ calculée de manière exponentielle ! Pour le terme [H2], cependant, il n’existe pas de fonction exponentielle.
L'opération mathématique exponentielle requise par l'équation de Nernst permet d'expliquer comment un changement apparemment minime du pH de l'eau (de quelques dixièmes seulement) peut avoir un impact aussi important sur la mesure du redox.
En comparaison, la concentration en H2 n’aura qu’une influence relativement insignifiante sur l’ORP.
Considérés ensemble, les points 1 à 3 montrent clairement pourquoi même des changements apparemment minimes du pH représentent des changements exponentiellement plus importants dans la concentration réelle de H+. Par conséquent, la grande influence du pH sur la mesure de l’ORP surmonte la faible influence du H2 et « contrôle » essentiellement la mesure de l’ORP.
Extrait du livre de Randy Sharpe : "La relation entre H2 dissous, pH et potentiel redox"
