Der Versuch einer begrifflichen Klärung für Laien. Und nein, es ist nicht schädlich!
Einführung
Es ist fast unmöglich, ein Gespräch über ionisiertes Wasser zu führen, ohne die Begriffe alkalisch, Alkalinität oder alkalisiert (auch falsch geschrieben als „alkalyzed“) zu hören. Händler/Vermarkter und Verkaufsvertreter verwenden häufig den Ausdruck „die Alkalinität des Wassers“, obwohl sie sich eigentlich auf den höheren pH-Wert beziehen.
Der Grund der Verwirrung
Man kann die Begriffe alkalisch, Alkalinität und alkalisiert nicht betrachten, ohne zu bemerken, dass sie alle den gemeinsamen Wurzelbegriff Alkali enthalten. Aus diesem Grund kann man leicht annehmen, dass sich alle drei Ableitungen auf dieselbe Eigenschaft von ionisiertem Wasser beziehen. Um die Verwirrung zu klären, ist es notwendig, diese Begriffe genauer zu untersuchen.
Herleitung des Kernbegriffs
Der Begriff Alkali stammt aus dem Arabischen des 14. Jahrhunderts und ist ein zusammengesetzter Begriff (al + qili), der die kalzinierte (oder „geröstete“) Asche bezeichnet, die nach der Verbrennung einer Pflanze, z. B. des Salzkrauts, übrig bleibt und mit Wasser zu einer schwach basischen Lösung vermischt wird. Diese Lösungen konnten dann mit tierischen Fetten zur Herstellung von Seife kombiniert werden, ein Prozess, den wir heute als Verseifung bezeichnen. Erst im 19. Jahrhundert, als die ersten Chemiker begannen, die Elemente zu identifizieren und zu kategorisieren, wurden die „Alkalien“ nach ihren chemischen Eigenschaften geordnet und in eine sinnvolle Reihenfolge gebracht.
Das Periodensystem
Die meisten Menschen, die in der Schule einen Chemiekurs besucht haben, werden sich an das Periodensystem der Elemente erinnern, in dem die bekannten Elemente des Universums nach ihrer atomaren Struktur geordnet sind. Die Spalten eins und zwei, die Alkalimetalle und Erdalkalimetalle, enthalten 12 Elemente, darunter die bekannten Elemente Natrium (Na), Kalium (K), Magnesium (Mg) und Calcium (Ca).
Merkmale der Alkalien
Wenn diese Metalle in ihrer reinen, elementaren (nicht-ionischen) Form zu Wasser gegeben werden, reagieren sie leicht mit dem Wasser unter Bildung von Wasserstoffgas und Hydroxidionen, wodurch der pH-Wert steigt und das Wasser alkalisch wird. Die Fähigkeit der Alkalimetalle, den pH-Wert zu erhöhen, wenn sie in Wasser gelöst sind, erklärt, warum der Begriff „alkalisch“ zur Beschreibung von Wasser mit einem pH-Wert von über 7 verwendet wurde.
Eine alkalische Lösung bedeutet einfach, dass sie einen pH-Wert von über 7 hat. Die Alkalinität hingegen bezieht sich auf die quantitative Fähigkeit einer Lösung, eine Säure zu neutralisieren. Daher kann Wasser einen hohen (alkalischen) pH-Wert und eine niedrige Alkalinität oder eine hohe Alkalinität und einen niedrigen pH-Wert aufweisen.
Ionisiertes Wasser und Alkalinität
Bei der Diskussion über die Alkalinität von ionisiertem Wasser (die Fähigkeit, Säuren zu neutralisieren) ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Alkalinität von ionisiertem Wasser im Wesentlichen durch die Alkalinität des Leitungswassers bestimmt wird, aus dem es hergestellt wird (obwohl eine leichte Zunahme der Fähigkeit zur Säureneutralisierung durch die Erhöhung des Hydroxidgehalts erfolgt). Dies kann leicht überprüft werden, indem man mit Hilfe von Standardteststreifen die Alkalinität des ionisierten Wassers mit der des Leitungswassers vergleicht. Der Grund dafür, dass Leitungswasser und ionisiertes Wasser eine ähnliche Alkalinität aufweisen, ist, dass ein Wasserionisierer dem Wasser während der Elektrolyse keine „Pufferverbindungen“ hinzufügt. Der Alkaligehalt kommunaler Wassersysteme ist weltweit unterschiedlich und wird durch eine Reihe von Faktoren gesteuert. Dazu gehören u. a. die Exposition gegenüber Gesteinen und Böden, Salze, bestimmte Anlagentätigkeiten oder die Einleitung von Industrieabwässern (Waschmittel und Produkte auf Seifenbasis sind alkalisch). Wenn die Geologie eines Gebiets große Mengen an Kalziumkarbonat (Kalkstein) enthält, neigt das Quellwasser dazu, Karbonate zu enthalten, die den Alkaligehalt erhöhen. Alkalisch ionisiertes Wasser kann daher eine relativ hohe oder niedrige Alkalinität aufweisen, je nach der Menge der im Wasser enthaltenen Pufferverbindungen, aber seine Alkalinität entspricht in etwa der des Quellwassers, an das der Ionisator angeschlossen ist.
Verkäufer von ionisiertem Wasser führen oft eine Demonstration („Soda-Demo“) durch, die den Beweis für die geringe Alkalität von ionisiertem Wasser aus erster Hand liefert. Bei dieser Demonstration wird eine kleine Menge kohlensäurehaltiges Soda-Wasser (saurer pH-Wert) in ein relativ großes Volumen ionisierten Wassers (in der Regel einige Liter) gegossen, das pH-Tropfen enthält, und der pH-Wert des gesamten Behälters mit alkalischem Wasser wird sofort sauer, was durch die Farbveränderung der pH-Tropfen deutlich wird. Dies ist eine reale Demonstration der Unfähigkeit des alkalischen Wassers, Säure zu puffern, und daher seiner geringen Alkalität.
Aus chemisch-stöchiometrischer Sicht kann 1 Teelöffel Backpulver die gleiche Menge an Säure neutralisieren wie 600 Liter alkalisches Wasser mit einem pH-Wert von 10. Anders ausgedrückt: Man bräuchte 10.000 Liter Wasser mit einem pH-Wert von 10, um nur 1 Liter Magensäure mit einem pH-Wert von Null zu neutralisieren. Dies verdeutlicht die geringe Alkalität des alkalischen Wassers und seine Unfähigkeit, Säure zu puffern oder zu neutralisieren.
Chemische Puffer
Die Definition des Begriffs Alkalinität führt ein neues Wort in unseren Wortschatz ein: Puffer. Um die Alkalinität besser zu verstehen, werden wir das Konzept des Puffers untersuchen. Ein Puffer ist eine Substanz, die dem Wasser die Fähigkeit verleiht, Änderungen seines pH-Werts zu widerstehen, wenn ihm kleine Mengen von Säuren oder Basen zugesetzt werden. Ein Puffer besteht aus zwei Verbindungen, einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base. Ein gutes Beispiel hierfür ist das alkalische Puffersystem, das unser Körper zur Aufrechterhaltung eines alkalischen pH-Werts im Blut einsetzt. Dieses System nutzt Kohlensäure (H2CO3, schwache Säure) und Bikarbonat (HCO3-, konjugierte Base), um den pH-Wert des Blutes in einem sehr engen Bereich von etwa 7,3 – 7,4 zu halten. Die Aufrechterhaltung dieses engen pH-Bereichs ist entscheidend für die chemischen Reaktionen, die im Blut und in den Zellen ablaufen.
Ist ionisiertes Wasser basisch, alkalisch (oder beides?)
Ionisiertes Wasser durchläuft einen als Elektrolyse bezeichneten Prozess, bei dem zwei getrennte Reaktionen, nämlich Oxidation (an der Anode) und Reduktion (an der Kathode), in zwei separaten, durch eine Membran getrennten Kammern stattfinden. Das Ergebnis sind zwei getrennte Wasserströme, ein saurer Strom (niedriger pH-Wert) und ein alkalischer Strom (hoher pH-Wert). Die Definition von „alkalisch“ ist einfach – ein pH-Wert über 7. Daher ist es korrekt, Wasser mit einem pH-Wert über 7 „alkalisch“ zu nennen, wie in „alkalisches Wasser“.
Das Adjektiv „alkalisch“ ist ein weiterer Begriff, der in der Gemeinschaft der ionisierten Wässer häufig verwendet wird, um ionisiertes Wasser zu beschreiben. In der Chemie ist dieser Begriff recht einfach zu definieren – er bedeutet einfach, dass der pH-Wert der Lösung erhöht wurde. Daher würde jedes Wasser, dessen pH-Wert in den alkalischen Bereich (über 7) angehoben wurde, als „alkalisiert“ bezeichnet werden. Aus dieser Erklärung geht hervor, dass ein „Wasserionisierer“, der den pH-Wert des Leitungswassers anhebt, als „Alkalisierer“ von Leitungswasser bezeichnet werden kann, und dass das daraus resultierende Wasser nach der Verarbeitung als „alkalisiert“ angesehen werden kann.
Einige haben fälschlicherweise behauptet, es gebe einen Unterschied zwischen Wasser, das mit einem Wasserionisierer „alkalisiert“ wurde, und Wasser, das durch die Zugabe von Mineralstoffen in Kombination mit oder ganz ohne Elektrolyse „alkalisiert“ wurde. Einige sind sogar so weit gegangen zu behaupten, dass, wenn das Wasser durch ein anderes Verfahren als „Elektrolyse“ alkalisch gemacht wurde, es nicht als „alkalisiert“ gilt und dass der pH-Wert „chemisch induziert“ und somit schädlich war, im Gegensatz zu „elektrisch induziert“ und somit vorteilhaft. Dies ist jedoch schlichtweg falsch. Der einzige Unterschied besteht darin, dass nicht bei jeder Methode zur Herstellung eines alkalischen pH-Werts Wasserstoffgas entsteht. Dennoch sind die alkalischen Eigenschaften der Wässer per Definition identisch (d. h. mehr OH- und weniger H+-Ionen).
„Hinzufügen von Mineralien“
Es stimmt, dass einige Hersteller von Ionisierern Remineralisierungsfilter anbieten, die mineralische Elektrolyte oder Ionen wie Natrium (Na+), Magnesium (Mg++), Kalium (K+), Kalzium (Ca++) usw. hinzufügen. Die Zugabe dieser Mineralien allein erhöht jedoch nicht den pH-Wert, sondern verbessert lediglich die Leitfähigkeit (Fähigkeit des Wassers, Elektrizität zu leiten) des Wassers, wodurch die Effizienz des gesamten Elektrolyseprozesses verbessert wird. Diese Remineralisierungsfilter werden häufig in Wasserionisierern eingesetzt, wenn das Quellwasser entweder durch Umkehrosmose (RO) gewonnen wird oder einfach nicht die für die Elektrolyse erforderlichen Mineralien enthält. Wasserionisierer-Filter können Kalziumsulfit (CaSO3) enthalten, das ebenfalls die Leitfähigkeit des Wassers erhöht, da es in seine Ionen, Ca++ und SO3-, dissoziiert. Einige Geräte verfügen auch über einen externen „Anschluss“, der die Zugabe von Elektrolyten ermöglicht, indem dem Wasser vor der Elektrolyse eine Verbindung wie Kalziumglycerophosphat zugesetzt wird. Geräte, die diese und andere Methoden zur Erhöhung des Elektrolytgehalts anwenden, können eine Verbesserung der Elektrolyseleistung erzielen, was zu einer erhöhten H2-Gasproduktion führt.
Was ist mit nicht-elektrischen Ionisiergeräten?
Neben den elektrischen Wasserionisierern, die am häufigsten zur Herstellung von alkalischem Wasser verwendet werden, gibt es auch „nicht-elektrische“ Geräte und Tabletten, die ebenfalls alkalisches Wasser produzieren können. Diese Geräte können alkalisches Wasser und gelösten molekularen Wasserstoff im Wasser nicht durch Elektrolyse herstellen, sondern durch die Verbindung von Wasser mit elementarem Magnesium (Mg + 2H2O ==> Mg(OH)2 + H2). Wie in der Gleichung dargestellt, führt die Reaktion zur Bildung von Wasserstoffgas (H2) und Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2), das für den Anstieg des pH-Werts verantwortlich ist. Da bei dieser Technologie keine Elektrizität/Elektrolyse zur Herstellung von alkalischem Wasser verwendet wird, werden einige sagen, dass dies eine „minderwertige“ Methode zur Herstellung von alkalischem Wasserstoffwasser ist. Es gibt jedoch keinen Grund, die Qualität des Trinkwassers oder den erzeugten gelösten Wasserstoff in Frage zu stellen. Was den höheren pH-Wert anbelangt, so ist das Endergebnis eines erhöhten Gehalts an Hydroxid-Ionen identisch mit dem, das bei der Elektrolyse entsteht. Der Prozess, bei dem dem Wasser entweder durch Elektrolyse oder durch metallisches Magnesium Elektronen hinzugefügt werden, ist genau derselbe (2e- + 2H2O -> H2 +2OH-). Um den endgültigen pH-Wert annähernd neutral zu halten, enthalten die meisten heute hergestellten Tabletten eine Form von Säure, um das entstandene Hydroxid zu neutralisieren. Dies führt zu einem unangenehmen sauren Geschmack.
Fazit
Basisch, ionisiertes Wasser führt dem Körper ein starkes Antioxidans in Form des molekularen Wasserstoffes zu. Der pH-Wert ist für die Wirkung sekundär und als ungepufferte Base unschädlich bzw. nicht Magensäure neutralisierend.
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Autor und Übersetzung ins Deutsche: Alexander Bödecker
Quelle: MHI MolecularHydrogenInstitute https://molecularhydrogeninstitute.org/alkaline-alkalinity-alkalyzed/
