Alkali, Alkalinite ve “Alkalize Edilmiş” Ne Demek

İyonize su hakkında konuşmak neredeyse “alkali”, “alkalinite” veya “alkalize” (bazen yanlışlıkla “alkalyzed” şeklinde yazılır) terimlerini duymadan imkânsızdır. Dağıtıcılar/pazarlamacılar ve satış temsilcileri sıklıkla “suyun alkalinitesi” ifadesini kullanır; ancak gerçekte kastettikleri şey, suyun daha yüksek bir pH seviyesine sahip olmasıdır.

Karışıklığın Kaynağı

“Alkali”, “alkalinite” ve “alkalize” terimlerine bakıldığında, hepsinin ortak bir kök terim olan “alkali”yi içerdiği görülür. Bu nedenle, bu üç türevli kelimenin de iyonize suyun aynı özelliğini ifade ettiğini varsaymak kolaydır. Ancak, bu karışıklığı gidermek için bu terimleri daha ayrıntılı bir şekilde incelemek gerekir.

Temel Terimin Etimolojisi

“Alkali” terimi, 14. yüzyıl Arapçasına dayanır ve “al” (the) ve “qili” (kavrulmuş kül) kelimelerinin birleşimidir. Bu kavrulmuş kül, tuz bitkisi gibi bir bitkinin yakılmasından sonra kalan kül anlamına gelir. Bu kül, suyla karıştırıldığında hafif bazik bir çözelti oluştururdu. Bu çözeltiler daha sonra hayvansal yağlarla birleştirilerek sabun üretiminde kullanılırdı; bu sürece bugün sabunlaşma (saponifikasyon) diyoruz.

Elementler kimyagerler tarafından 19. yüzyılda tanımlanıp sınıflandırıldığında, “alkaliler” de kimyasal özelliklerine göre anlamlı bir şekilde bir araya getirilerek düzenlenmiştir.

Periyodik Tablo

Lise kimya derslerinden hatırlanacağı üzere, Periyodik Tablo evrendeki bilinen elementleri atomik yapılarına göre düzenler. 1. ve 2. sütunlar, yani alkali metaller ve toprak alkali metaller, 12 elementi içerir. Bunlar arasında sodyum (Na), potasyum (K), magnezyum (Mg) ve kalsiyum (Ca) gibi tanıdık elementler bulunur.

Alkali Özellikleri

Bu metaller saf, elementel (iyonik olmayan) formlarında suya eklendiğinde, suyla kolayca reaksiyona girerek hidrojen gazı ve hidroksit iyonları üretirler; bu da suyun pH seviyesini yükseltir ve onu alkali yapar.
Alkali metallerin çözündüğünde suyun pH’ını artırma yetenekleri, “alkali” teriminin pH değeri 7’nin üzerinde olan suyu tanımlamak için kullanılmasına yol açmıştır.

• Alkali çözeltisi: pH değeri 7’nin üzerinde olan çözeltilerdir.
• Alkalinite: Bir çözeltinin bir asidi nötralize etme kapasitesidir.

Bu nedenle, bir suyun yüksek bir pH değeri (alkali) olabilir ama düşük alkaliniteye sahip olabilir veya tam tersi olabilir.

İyonize Su ve Alkalinite

İyonize suyun alkalinitesinden (asidi nötralize etme kapasitesi) bahsederken, iyonize suyun alkalinitesinin esasen üretildiği musluk suyunun alkalinitesi tarafından belirlendiğini hatırlamak önemlidir (her ne kadar hidroksit seviyelerinin artışı nedeniyle hafif bir artış yaşansa da). Bu durum, standart test şeritleri kullanılarak iyonize suyun ve musluk suyunun alkalinitesinin karşılaştırılmasıyla kolayca doğrulanabilir.
Musluk suyu ile iyonize suyun alkalinitesinin benzer olmasının nedeni, su iyonizerinin elektroliz sırasında suya “tampon bileşikler” eklememesidir.

Dünya genelindeki belediye su sistemlerinin alkalinitesi, birçok faktöre bağlı olarak değişkenlik gösterir. Bu faktörler arasında kaya ve toprak maruziyeti, tuzlar, bazı bitkisel aktiviteler veya endüstriyel atık deşarjları (deterjanlar ve sabun bazlı ürünler alkalidir) gibi etkenler bulunur.

Eğer bir bölgenin jeolojisi bol miktarda kalsiyum karbonat (kireçtaşı) içeriyorsa, kaynak suyunda karbonatlar bulunacak ve bu da alkaliniteyi artıracaktır.

Bu nedenle, alkali iyonize su nispeten yüksek veya düşük alkaliniteye sahip olabilir; ancak alkalinitesi, bağlı olduğu musluk suyunun alkalinitesiyle hemen hemen aynı olacaktır.

İyonize su satış temsilcileri genellikle “gazoz gösterisi” (soda demo) adında bir gösteri yaparlar. Bu gösteride, bir miktar asidik gazoz (düşük pH) büyük bir miktarda alkali suya (genellikle birkaç litre) dökülür ve pH damlaları sayesinde tüm suyun rengi değişir, yani pH hızla asidik hale gelir. Bu, iyonize suyun asidi tamponlama yeteneğinin düşük olduğunu ve dolayısıyla alkalinitesinin düşük olduğunu doğrudan gösterir.

Kimyasal açıdan bakıldığında, 1 çay kaşığı kabartma tozu, pH değeri 10 olan 600 litre alkali suyun nötralize edebileceği kadar asidi nötralize edebilir.
Başka bir ifadeyle, pH 10 olan 10.000 litre alkali su, yalnızca 1 litre mide asidini (pH sıfır) nötralize edebilir.

Bu durum, alkali suyun düşük alkalinitesini ve asidi tamponlama/nötralize etme kapasitesinin düşüklüğünü net bir şekilde göstermektedir.

Kimyasal Tamponlar

“Alkalinite” teriminin tanımı bizi yeni bir kavrama götürür: tampon.

Tampon, suyun pH seviyesinin küçük miktarlarda asit veya baz eklenmesine rağmen değişmesini engelleyen bir madde veya madde kombinasyonudur.
Bir tampon sistemi, bir zayıf asit ve onun eşlenik bazından oluşur.

Bu duruma iyi bir örnek, vücudumuzun kan pH’ını sabit tutmak için kullandığı alkali tamponlama sistemidir.

Bu sistem, karbonik asit (H₂CO₃ – zayıf asit) ve bikarbonat (HCO₃⁻ – eşlenik baz) kullanarak kanın pH’ını çok dar bir aralıkta, yaklaşık 7,3 – 7,4 arasında tutar.

Bu dar pH aralığının korunması, kandaki ve hücrelerdeki kimyasal reaksiyonlar için hayati öneme sahiptir.

İyonize Su Alkali mi, Alkalize Edilmiş mi (Yoksa İkisi Birden mi?)

İyonize su, elektroliz adı verilen bir işlemden geçer. Bu işlem sırasında iki ayrı reaksiyon meydana gelir: anotta oksidasyon ve katotta indirgenme. Bu reaksiyonlar, bir zar (membran) ile ayrılmış iki farklı odada gerçekleşir.

Sonuçta, iki ayrı su akımı oluşur: biri asidik (düşük pH), diğeri alkali (yüksek pH).

Alkali tanımı oldukça basittir: pH’ı 7’den büyük olan çözeltiler alkali kabul edilir.
Bu nedenle, pH’ı 7’nin üzerinde olan suya “alkali su” demek doğrudur.

Alkalize edilmiş terimi ise, iyonize su topluluğunda sıkça kullanılır.
Kimyasal olarak bu terim de basit bir şekilde tanımlanır: Bir çözeltinin pH’ının yükseltilmesi anlamına gelir.

Dolayısıyla, pH değeri alkali aralığa (7’nin üzerine) yükseltilen herhangi bir su “alkalize edilmiş” kabul edilir.

Bu açıklamadan da anlaşılacağı gibi, musluk suyunun pH’ını artıran bir “su iyonizeri”, musluk suyunu “alkalize eden” bir cihaz olarak adlandırılabilir ve işlem sonrası elde edilen su “alkalize edilmiş su” olarak değerlendirilebilir.

Bazı kişiler, iyonizerle elektroliz yoluyla alkalize edilen su ile, mineraller eklenerek (elektroliz olmadan) alkalize edilen su arasında bir fark olduğunu öne sürmüştür.
Hatta bazıları, su elektroliz dışında bir yöntemle alkali hale getirilmişse bunun “kimyasal olarak indüklenmiş” olduğunu ve zararlı olduğunu; elektrolizle yapılırsa ise “elektriksel olarak indüklenmiş” olduğunu ve faydalı olduğunu iddia etmiştir.

Ancak bu doğru değildir. Fark yalnızca şuradadır: Her yöntem çözeltide hidrojen gazı (H₂) üretmez. Buna rağmen, tanım gereği, her iki suyun alkali özellikleri aynıdır (daha fazla OH⁻ iyonu ve daha az H⁺ iyonu içerir).

“Mineral Ekleme”

Bazı iyonizer üreticileri, suya mineral elektrolitleri veya iyonları (sodyum (Na), magnezyum (Mg), potasyum (K), kalsiyum (Ca) vb.) ekleyen yeniden mineralleştirme filtreleri sunar.

Ancak bu minerallerin eklenmesi, doğrudan pH’ı artırmaz; sadece suyun iletkenliğini artırır (suyun elektriği iletebilme kapasitesi), bu da elektroliz verimliliğini artırır.

Bu remineralizasyon filtreleri genellikle ters osmoz (RO) gibi düşük mineral içeriğine sahip kaynak sularının kullanıldığı su iyonizerlerinde tercih edilir.

Su iyonizeri filtrelerinde ayrıca kalsiyum sülfit (CaSO₃) bulunabilir; bu madde iyonlarına ayrıldığında (Ca²⁺ ve SO₃²⁻) suyun iletkenliğini artırır.

Bazı cihazlar, elektrolizden önce suya kalsiyum gliserofosfat gibi bir bileşik eklemek için harici “elektrolit portu” da sunar.

Bu tür yöntemlerle elektrolit seviyelerini artıran cihazlar, sonuç olarak daha fazla H₂ gazı üretimi sağlayabilir.

Elektrik Kullanmayan İyonizer Üniteleri Ne Olacak?

Alkali su üretmek için en yaygın yöntem elektrikli su iyonizerleri olsa da elektrik kullanmayan üniteler ve tabletler de bulunmaktadır.

Bu üniteler, elektroliz olmadan suyu alkali hale getirir ve suda çözünmüş moleküler hidrojen (H₂) üretirler.
Bu işlem, suyun elementel magnezyumla reaksiyona girmesiyle gerçekleşir:

Mg + 2H₂O → Mg (OH)₂ + H₂

Bu reaksiyon sonucunda hidrojen gazı (H₂) ve magnezyum hidroksit (Mg (OH)₂) üretilir; magnezyum hidroksit suyun pH’ını yükseltir.

Bu teknoloji elektroliz kullanmadığı için bazıları bunu “daha düşük kaliteli” bir yöntem olarak görür.

Ancak bu doğru değildir. Hem suyun kalitesi hem de çözünmüş hidrojen miktarı açısından bir endişeye gerek yoktur.

Sonuç olarak, pH artışı ve hidroksit iyonu seviyesi açısından elektrolizle üretilen suyla aynı sonuç elde edilir.

Gerçekten de suya elektron eklenmesi işlemi ister elektroliz ister elementel magnezyum kullanılsın, kimyasal olarak aynıdır:

2e⁻ + 2H₂O → H₂ + 2OH⁻

Bugün üretilen çoğu tablet, oluşan hidroksiti dengelemek için bir tür asit de içerir, böylece suyun nihai pH seviyesi aşırı yükselmez.