Je hoort een bevredigend sissen en ziet bruisen naar de bovenkant van een fles wanneer je een koolzuurhoudende drank opent. De bubbels die dat effect creëren, zijn moleculen van kooldioxidegas opgelost in water. Het is misschien moeilijk voor te stellen, maar CO2 is oplosbaar in water, omdat water koolstofdioxidemoleculen omringt en als een kooi om hen heen fungeert.
Molecuullading
Een van de redenen waarom een gas zoals koolstofdioxide in water oplost, is zijn lading. CO2 bestaat uit één koolstofatoom en twee zuurstofatomen. De atomen delen elektronen, maar ze delen die elektronen niet gelijkmatig - de zuurstofuiteinden van een CO2-molecuul hebben een lichte negatieve lading. Watermoleculen worden aangetrokken door deze poolgebieden, waardoor CO2 in water kan oplossen.
Het ontbindingsproces
Kooldioxidemoleculen moeten eerst de lucht- en waterbarrière passeren om in water op te lossen. Zodra CO2 het wateroppervlak passeert, krijgen de moleculen een schil van watermoleculen en gaan ze over van kooldioxidegas, of CO2(g), naar kooldioxide in een waterige oplossing, of CO2(aq). Dit proces is erg traag.
Evenwicht
Niet alle CO2-moleculen blijven opgelost in water - een fractie ervan reageert met water om koolzuur of H2CO3 te vormen. Deze reactie is ook erg traag. Er ontstaat een evenwicht tussen CO2, H2O en H2CO3. Koolzuur is zwak en kan dissociëren tot bicarbonaat of carbonaat; Uit deze reacties wordt waterstof geproduceerd, waardoor koolzuurhoudend water een enigszins zure pH krijgt.
Carbonatatieproces
Wanneer je een fles frisdrank of bruisend water opent, zie je kleine belletjes ontstaan die naar de bovenkant van de vloeistof stijgen. Wanneer fabrieken koolzuurhoudende dranken produceren, voegen ze onder hoge druk CO2 toe aan water om meer van het CO2-gas op te laten lossen dan natuurlijk het geval zou zijn. Kooldioxide wordt typisch toegevoegd aan koud water omdat de oplosbaarheid in water afneemt naarmate de temperatuur stijgt. U merkt misschien dat een frisdrank "plat" wordt of zijn koolzuur verliest. Omdat de aantrekkingskracht tussen water en kooldioxide niet zo sterk is als tussen water en suiker, komen er bijvoorbeeld CO2-moleculen vrij uit de oplossing.