Čujete zadovoljavajuće šištanje i vidite pjenušanje kako se diže do vrha boce kada otvorite gazirani napitak. Mjehurići koji stvaraju taj učinak su molekule plina ugljičnog dioksida otopljene u vodi. Možda je teško zamisliti, ali CO2 je topiv u vodi, jer voda okružuje molekule ugljičnog dioksida i djeluje kao kavez oko njih.
Naboj molekula
Jedan od razloga zašto se plin poput ugljičnog dioksida otapa u vodi je njegov naboj. CO2 se sastoji od jednog atoma ugljika i dva atoma kisika. Atomi dijele elektrone, ali ih ne dijele ravnomjerno - krajevi kisika u molekuli CO2 imaju blagi negativni naboj. Molekule vode privlače ta polarna područja, omogućujući otapanju CO2 u vodi.
Proces otapanja
Molekule ugljičnog dioksida moraju prvo proći zračnu i vodenu barijeru da bi se otopile u vodi. Kad CO2 prijeđe površinu vode, molekule dobivaju ljusku molekula vode i prelaze iz ugljičnog dioksida u plin ili CO2 (g) u ugljični dioksid u vodenoj otopini ili CO2 (aq). Taj je postupak vrlo spor.
Ravnoteža
Ne ostaju sve molekule CO2 otopljene u vodi - jedan dio njih reagira s vodom stvarajući ugljičnu kiselinu ili H2CO3. Ova reakcija je također vrlo spora. Uspostavljena je ravnoteža između CO2, H2O i H2CO3. Ugljična kiselina je slaba i može se disocirati na bikarbonat ili karbonat; iz ovih reakcija nastaje vodik, što daje gaziranoj vodi blago kiseli pH.
Proces karbonizacije
Kad otvorite bocu sode ili gazirane vode, primijetite kako se stvaraju sitni mjehurići koji se podižu na vrh tekućine. Kada tvornice proizvode gazirana pića, dodaju CO2 u vodu pod visokim tlakom kako bi se više plina CO2 otopilo nego što bi se prirodno. Ugljični dioksid se obično dodaje hladnoj vodi jer se njegova topljivost u vodi smanjuje kako temperatura raste. Mogli biste primijetiti da se soda "poravna" ili izgubi karbonizaciju. Budući da privlačnost između vode i ugljičnog dioksida nije tako jaka kao između vode i šećera, na primjer, molekule CO2 oslobađaju se iz otopine.