Uslyšíte uspokojivé prskání a uvidíte šumění stoupající na vrchol lahve, když otevřete sycený nápoj. Bubliny vytvářející tento efekt jsou molekuly plynného oxidu uhličitého rozpuštěného ve vodě. Může být těžké si to představit, ale CO2 je rozpustný ve vodě, protože voda obklopuje molekuly oxidu uhličitého a působí kolem nich jako klec.
Molekula
Jedním z důvodů, proč se plyn jako oxid uhličitý rozpouští ve vodě, je jeho náboj. CO2 je tvořen jedním atomem uhlíku a dvěma atomy kyslíku. Atomy sdílejí elektrony, ale nesdílejí tyto elektrony rovnoměrně - kyslíkové konce molekuly CO2 mají mírný negativní náboj. Molekuly vody jsou přitahovány k těmto polárním oblastem, což umožňuje CO2 rozpustit se ve vodě.
Proces rozpuštění
Molekuly oxidu uhličitého musí nejprve projít vzduchovou a vodní bariérou, aby se rozpustily ve vodě. Jakmile CO2 překročí povrch vody, molekuly získají obal molekul vody a přenesou se z plynného oxidu uhličitého neboli CO2 (g) na oxid uhličitý ve vodném roztoku nebo CO2 (vodný). Tento proces je velmi pomalý.
Rovnováha
Ne všechny molekuly CO2 zůstávají rozpuštěné ve vodě - část z nich reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličité nebo H2CO3. Tato reakce je také velmi pomalá. Rovnováha nastává mezi CO2, H2O a H2CO3. Kyselina uhličitá je slabá a může disociovat na hydrogenuhličitan nebo uhličitan; z těchto reakcí se vyrábí vodík, který dává sycené vodě mírně kyselé pH.
Proces karbonatace
Když otevřete láhev sodovky nebo perlivé vody, všimnete si, že se tvoří drobné bublinky, které stoupají nahoru k tekutině. Když továrny vyrábějí sycené nápoje, přidávají CO2 do vody pod vysokým tlakem, aby se více plynu CO2 rozpustilo, než by bylo přirozené. Oxid uhličitý se obvykle přidává do studené vody, protože jeho rozpustnost ve vodě klesá s rostoucí teplotou. Můžete si všimnout, že soda „zbledla“ nebo ztratila svoji sycení oxidem uhličitým. Protože přitažlivost mezi vodou a oxidem uhličitým není tak silná jako například mezi vodou a cukrem, uvolňují se z roztoku molekuly CO2.