Du hører en tilfredsstillende sizzle og ser fizz stige til toppen af en flaske, når du åbner en kulsyreholdig drik. Boblerne, der skaber denne effekt, er molekyler af kuldioxidgas opløst i vand. Det kan være svært at forestille sig, men CO2 er opløseligt i vand, da vand omgiver kuldioxidmolekyler og fungerer som et bur omkring dem.
Molekylafgift
En af grundene til, at en gas som kuldioxid opløses i vand, er dens ladning. CO2 består af et kulstofatom og to iltatomer. Atomer deler elektroner, men de deler ikke disse elektroner jævnt - iltenderne på et CO2-molekyle har en lille negativ ladning. Vandmolekyler tiltrækkes af disse polære områder, så CO2 kan opløses i vand.
Opløsningsprocessen
Kuldioxidmolekyler skal først passere luft- og vandbarrieren for at opløses i vand. Når CO2 krydser vandoverfladen, får molekylerne en skal af vandmolekyler og overføres fra kuldioxidgas eller CO2 (g) til kuldioxid i en vandig opløsning eller CO2 (aq). Denne proces er meget langsom.
Ligevægt
Ikke alle CO2-molekyler forbliver opløst i vand - en brøkdel af dem reagerer med vand til dannelse af kulsyre eller H2CO3. Denne reaktion er også meget langsom. Ligevægt etableres mellem CO2, H2O og H2CO3. Kulsyre er svag og kan dissocieres til bicarbonat eller carbonat; hydrogen produceres ud fra disse reaktioner, hvilket giver kulsyreholdigt vand en svagt sur pH.
Kulsyreproces
Når du åbner en flaske sodavand eller mousserende vand, bemærker du, at der dannes små bobler og stiger op til toppen af væsken. Når fabrikker producerer kulsyreholdige drikkevarer, tilføjer de CO2 til vand med højt tryk for at få mere af CO2-gassen til at opløses end naturligt. Kuldioxid tilsættes typisk til koldt vand, fordi dets opløselighed i vand falder, når temperaturen stiger. Du bemærker måske, at en sodavand bliver "flad" eller mister sin kulsyre. Fordi tiltrækningen mellem vand og kuldioxid ikke er så stærk som mellem vand og sukker frigøres for eksempel CO2-molekyler fra opløsningen.