אתה שומע רוחש מספק ורואה תוסס עולה לראש הבקבוק כשאתה פותח משקה מוגז. הבועות שיוצרות את האפקט הזה הן מולקולות של גז פחמן דו חמצני המומס במים. זה יכול להיות קשה לדמיין, אך CO2 מסיס במים, שכן מים מקיפים מולקולות פחמן דו חמצני ופועלים ככלוב סביבם.
מטען מולקולה
אחת הסיבות שגז כמו פחמן דו חמצני מתמוסס במים היא המטען שלו. CO2 מורכב מאטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן. האטומים חולקים אלקטרונים, אך הם אינם חולקים את האלקטרונים האלה באופן שווה - לקצוות החמצן של מולקולת CO2 יש מטען שלילי קל. מולקולות מים נמשכות לאזורים קוטביים אלה, ומאפשרות CO2 להתמוסס במים.
תהליך הפירוק
מולקולות פחמן דו חמצני חייבות לעבור תחילה את מחסום האוויר והמים כדי להתמוסס במים. ברגע ש- CO2 חוצה את פני המים, המולקולות צוברות קליפה של מולקולות מים ומעבירות מגז פחמן דו חמצני, או CO2 (g), לפחמן דו חמצני בתמיסה מימית, או CO2 (aq). תהליך זה איטי מאוד.
שִׁוּוּי מִשׁקָל
לא כל מולקולות ה- CO2 נותרות מומסות במים - חלקן מגיב עם מים ליצירת חומצה פחמנית, או H2CO3. גם תגובה זו איטית מאוד. שיווי משקל נקבע בין CO2, H2O ו- H2CO3. חומצה פחמנית חלשה ויכולה להתנתק לביקרבונט או פחמתי; מימן מיוצר מתגובות אלו, המעניקות למים מוגזים pH מעט חומצי.
תהליך הפחמה
כשפותחים בקבוק סודה או מים מבעבעים, מבחינים שנוצרות בועות זעירות ועולות לראש הנוזל. כאשר מפעלים מייצרים משקאות מוגזים, הם מוסיפים CO2 למים עם לחץ גבוה כדי לגרום לגז CO2 להתמוסס יותר מאשר באופן טבעי. בדרך כלל מוסיפים פחמן דו חמצני למים קרים מכיוון שהמסיסות שלו במים יורדת ככל שעולה הטמפרטורה. אתה עשוי להבחין בסודה שהולכת "שטוחה" או מאבדת את המוגזים שלה. מכיוון שהמשיכה בין מים לפחמן דו חמצני אינה חזקה כמו בין מים לסוכר, למשל, מולקולות CO2 משוחררות מהתמיסה.