Περιεχόμενο
Ακούτε ένα ικανοποιητικό sizzle και δείτε το fizz να ανεβαίνει στην κορυφή ενός μπουκαλιού όταν ανοίγετε ένα ανθρακούχο ποτό. Οι φυσαλίδες που δημιουργούν αυτό το αποτέλεσμα είναι μόρια διοξειδίου του άνθρακα διαλυμένα στο νερό. Μπορεί να είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς, αλλά το διοξείδιο του άνθρακα είναι διαλυτό στο νερό, καθώς το νερό περιβάλλει μόρια διοξειδίου του άνθρακα και λειτουργεί ως κλουβί γύρω τους.
Φόρτιση μορίων
Ένας λόγος για τον οποίο ένα αέριο όπως το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται στο νερό είναι το φορτίο του. Το CO2 αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα και δύο άτομα οξυγόνου. Τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια, αλλά δεν μοιράζονται τα ηλεκτρόνια ομοιόμορφα - τα άκρα οξυγόνου ενός μορίου CO2 έχουν ένα ελαφρώς αρνητικό φορτίο. Μόρια νερού προσελκύονται από αυτές τις πολικές περιοχές, επιτρέποντας στο CO2 να διαλύεται στο νερό.
Η Διαδικασία Διάλυσης
Τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα πρέπει πρώτα να περάσουν το φράγμα αέρα και νερού για να διαλυθούν στο νερό. Μόλις το CO2 διασχίσει την επιφάνεια του νερού, τα μόρια αποκτούν ένα κέλυφος από μόρια νερού και μεταφέρονται από αέριο διοξείδιο του άνθρακα ή CO2 (g) σε διοξείδιο του άνθρακα σε υδατικό διάλυμα ή CO2 (aq). Αυτή η διαδικασία είναι πολύ αργή.
Ισορροπία
Δεν όλα τα μόρια του CO2 παραμένουν διαλυμένα στο νερό - ένα κλάσμα από αυτά αντιδρούν με νερό για να σχηματίσουν το ανθρακικό οξύ ή το H2CO3. Αυτή η αντίδραση είναι επίσης πολύ αργή. Η ισορροπία δημιουργείται μεταξύ CO2, H2O και H2CO3. Το ανθρακικό οξύ είναι ασθενές και μπορεί να διαχωριστεί σε διττανθρακικό ή ανθρακικό. υδρογόνο παράγεται από αυτές τις αντιδράσεις, οι οποίες δίνουν στο ανθρακούχο νερό ένα ελαφρώς όξινο pH.
Διεργασία ανόργανωσης
Όταν ανοίγετε ένα μπουκάλι σόδα ή αφρώδες νερό, παρατηρείτε ότι σχηματίζονται μικροσκοπικές φυσαλίδες και ανεβαίνουν στην κορυφή του υγρού. Όταν τα εργοστάσια παράγουν ανθρακούχα αναψυκτικά, προσθέτουν CO2 σε νερό με υψηλή πίεση για να διαλύσουν περισσότερο από το αέριο CO2 από ό, τι φυσικά. Το διοξείδιο του άνθρακα προστίθεται συνήθως στο κρύο νερό επειδή η διαλυτότητά του στο νερό μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Μπορεί να παρατηρήσετε ότι μια σόδα πάει "επίπεδη" ή να χάσει την ενανθράκισή της. Επειδή η έλξη μεταξύ νερού και διοξειδίου του άνθρακα δεν είναι τόσο ισχυρή όσο μεταξύ νερού και ζάχαρης, για παράδειγμα, απελευθερώνονται μόρια CO2 από το διάλυμα.