Sadržaj
Čujete zadovoljan cviljenje i vidite fizz kako se diže na vrh boce kada otvorite gazirani napitak. Mjehurići koji stvaraju taj učinak su molekule plina ugljičnog dioksida otopljenog u vodi. Možda je teško zamisliti, ali CO2 je topiv u vodi, jer voda okružuje molekule ugljičnog dioksida i djeluje poput kaveza oko njih.
Punjenje molekula
Jedan od razloga zašto se plin poput ugljičnog dioksida otapa u vodi je njegova energija. CO2 čine jedan atom ugljika i dva atoma kisika. Atomi dijele elektrone, ali ne dijele te elektrone ravnomjerno - krajevi kisika molekule CO2 imaju blagi negativni naboj. Molekule vode privlače se u ta polarna područja, što omogućuje otapanje CO2 u vodi.
Postupak otapanja
Molekule ugljičnog dioksida moraju prvo proći zračnu i vodenu barijeru da bi se otopile u vodi. Kad CO2 pređe površinu vode, molekule dobivaju omotač molekula vode i prelaze se iz plina ugljičnog dioksida ili CO2 (g) u ugljični dioksid u vodenoj otopini ili CO2 (aq). Taj je proces vrlo spor.
ravnoteža
Nisu sve molekule CO2 ostale otopljene u vodi - jedan dio njih reagira s vodom da formira ugljičnu kiselinu, ili H2CO3. Ta je reakcija također vrlo spora. Ravnoteža je uspostavljena između CO2, H2O i H2CO3. Ugljična kiselina je slaba i može disocirati na bikarbonat ili karbonat; vodik nastaje iz tih reakcija, što daje gaziranoj vodi blago kiseli pH.
Postupak karboniranja
Kad otvorite bocu sode ili gazirane vode, primijetite sitne mjehuriće i dižu se do vrha tekućine. Kad tvornice proizvode gazirana pića, oni dodaju CO2 u vodu s visokim tlakom kako bi se više CO2 otapalo nego što bi prirodno. Ugljični dioksid se obično dodaje hladnoj vodi jer se njegova topljivost u vodi smanjuje kako temperatura raste. Mogli biste primijetiti da soda prolazi "ravna" ili izgubi karbonizaciju. Zbog toga što privlačnost između vode i ugljičnog dioksida nije tako jaka kao između vode i šećera, iz otopine se oslobađaju molekule CO2.