Sisältö
Kuulet tyydyttävän sateen ja näet kipinön nousevan pullon yläosaan, kun avaat hiilihapotetun juoman. Tätä vaikutusta luovat kuplat ovat veteen liuenneita hiilidioksidikaasumolekyylejä. Sitä voi olla vaikea kuvitella, mutta CO2 liukenee veteen, koska vesi ympäröi hiilidioksidimolekyylejä ja toimii häkkinä niiden ympärillä.
Molekyylin maksu
Yksi syy siihen, että kaasu, kuten hiilidioksidi, liukenee veteen, on sen varaus. CO2 koostuu yhdestä hiiliatomista ja kahdesta happiatomista. Atomit jakavat elektroneja, mutta ne eivät jaa näitä elektroneja tasaisesti - CO2-molekyylin happipääillä on pieni negatiivinen varaus. Vesimolekyylit houkuttelevat näihin napa-alueisiin, jolloin hiilidioksidi liukenee veteen.
Liukenemisprosessi
Hiilidioksidimolekyylien on ensin läpäistävä ilma- ja vesieste liukentuakseen veteen. Kun CO2 ylittää veden pinnan, molekyylit saavat vesimolekyylikuoren ja siirtyvät hiilidioksidikaasusta tai CO2: sta (g) vesiliuoksen hiilidioksidiksi tai CO2: ksi (aq). Tämä prosessi on hyvin hidas.
tasapaino
Kaikki CO2-molekyylit eivät ole liuenneet veteen - murto-osa niistä reagoi veden kanssa muodostaen hiilihappoa tai H2CO3. Tämä reaktio on myös erittäin hidas. Tasapaino muodostuu hiilidioksidin, H2O: n ja H2CO3: n välillä. Hiilihappo on heikko ja voi dissosioitua bikarbonaatiksi tai karbonaateiksi; Näistä reaktioista tuotetaan vetyä, joka antaa hiilihapotetulle vedelle lievästi happaman pH: n.
Hiilihappoprosessi
Kun avaat pullon sooda- tai kuohuvettä, huomaat, että muodostuu pieniä kuplia ja ne nousevat nesteen yläosaan. Kun tehtaat tuottavat hiilihapollisia juomia, ne lisäävät hiilidioksidia veteen korkeapaineella saadakseen enemmän CO2-kaasua liukenemaan kuin luonnollisesti. Hiilidioksidia lisätään tyypillisesti kylmään veteen, koska sen liukoisuus veteen vähenee lämpötilan noustessa. Saatat huomata, että sooda menee “tasaiseksi” tai menettää hiilihappoutumisen. Koska veden ja hiilidioksidin välinen vetovoima ei ole yhtä vahva kuin veden ja sokerin välillä, esimerkiksi CO2-molekyylit vapautuvat liuoksesta.