Innehåll
Du hör en tillfredsställande fräs och ser fizz stiga upp till toppen av en flaska när du öppnar en kolsyrade dryck. Bubblorna som skapar denna effekt är molekyler av koldioxidgas upplöst i vatten. Det kan vara svårt att föreställa sig, men CO2 är lösligt i vatten, eftersom vatten omger koldioxidmolekyler och fungerar som en bur runt dem.
Molekylladdning
En anledning till att en gas som koldioxid upplöses i vatten är dess laddning. CO2 består av en kolatom och två syreatomer. Atomerna delar elektroner, men de delar inte dessa elektroner jämnt - syreändarna på en CO2-molekyl har en liten negativ laddning. Vattenmolekyler lockas till dessa polära områden, vilket gör att CO2 kan lösas upp i vatten.
Upplösningsprocessen
Koldioxidmolekyler måste först passera luften och vattenbarriären för att lösa upp i vatten. När CO2 passerar vattenytan får molekylerna ett skal av vattenmolekyler och överförs från koldioxidgas, eller CO2 (g), till koldioxid i en vattenhaltig lösning, eller CO2 (aq). Denna process går mycket långsamt.
Jämvikt
Inte alla CO2-molekyler förblir upplösta i vatten - en bråkdel av dem reagerar med vatten för att bilda kolsyra, eller H2CO3. Denna reaktion är också mycket långsam. Jämvikt upprättas mellan CO2, H2O och H2CO3. Kolsyra är svag och kan dissocieras till bikarbonat eller karbonat; väte produceras från dessa reaktioner, vilket ger kolsyrade vatten ett svagt surt pH.
Karboneringsprocess
När du öppnar en flaska soda eller mousserande vatten, märker du små bubblor och stiger upp till toppen av vätskan. När fabriker producerar kolsyrade drycker lägger de koldioxid till vatten med högt tryck för att få mer av CO2-gasen att lösa sig upp än naturligtvis. Koldioxid tillsätts vanligtvis till kallt vatten eftersom dess löslighet i vatten minskar när temperaturen stiger. Du kanske märker att en läsk går "platt" eller förlorar sin kolsyra. Eftersom attraktionen mellan vatten och koldioxid inte är lika stor som mellan vatten och socker, frigörs till exempel CO2-molekyler från lösningen.