Съдържание
Чувате задоволяващо шумолене и виждате физ, който се издига до върха на бутилка, когато отворите газирана напитка. Мехурчетата, създаващи този ефект, са молекули от въглероден диоксид, разтворен във вода. Може да е трудно да си представим, но CO2 е разтворим във вода, тъй като водата заобикаля молекулите на въглеродния диоксид и действа като клетка около тях.
Молекулно зареждане
Една от причините за разтварянето на газ като въглероден диоксид във водата е неговият заряд. CO2 се състои от един въглероден атом и два кислородни атома. Атомите споделят електрони, но не ги споделят равномерно - кислородните краища на молекулата на CO2 имат лек отрицателен заряд. Водните молекули са привлечени от тези полярни зони, което позволява на CO2 да се разтвори във вода.
Процесът на разтваряне
Молекулите на въглеродния диоксид първо трябва да преминат въздушната и водната бариера, за да се разтворят във вода. След като CO2 премине водната повърхност, молекулите получават обвивка от водни молекули и се прехвърлят от въглероден диоксид или CO2 (g) до въглероден диоксид във воден разтвор или CO2 (aq). Този процес протича много бавно.
равновесие
Не всички молекули на CO2 остават разтворени във вода - част от тях реагират с вода, за да образуват въглеродна киселина или H2CO3. Тази реакция също е много бавна. Установява се равновесие между CO2, H2O и H2CO3. Въглеродната киселина е слаба и може да се дисоциира с бикарбонат или карбонат; водородът се получава от тези реакции, което води до газирана вода с леко киселинно рН.
Процес на карбонизация
Когато отворите бутилка сода или газирана вода, забелязвате дребни мехурчета и се издигат до върха на течността. Когато фабриките произвеждат газирани напитки, те добавят CO2 във вода с високо налягане, за да разтворят повече от CO2 газ, отколкото естествено. Обикновено въглеродният диоксид се добавя към студена вода, тъй като разтворимостта му във вода намалява с повишаване на температурата. Може да забележите, че содата е „плоска“ или да загубите карбонизацията си. Тъй като привличането между вода и въглероден диоксид не е толкова силно, колкото между водата и захарта, например, от разтвора се отделят молекули на CO2.