Du hör ett tillfredsställande fräsning och ser brus stiga till toppen av en flaska när du öppnar en kolsyrad dryck. Bubblorna som skapar den effekten är molekyler av koldioxid upplöst i vatten. Det kan vara svårt att föreställa sig, men CO2 är lösligt i vatten, eftersom vatten omger koldioxidmolekyler och fungerar som en bur runt dem.
Molekylavgift
En anledning till att en gas som koldioxid löses upp i vatten är dess laddning. CO2 består av en kolatom och två syreatomer. Atomerna delar elektroner, men de delar inte dessa elektroner jämnt - syreändarna på en CO2-molekyl har en liten negativ laddning. Vattenmolekyler lockas till dessa polära områden, vilket gör att CO2 kan lösas upp i vatten.
Upplösningsprocessen
Koldioxidmolekyler måste först passera luft- och vattenbarriären för att lösa sig i vatten. När koldioxid korsar vattenytan får molekylerna ett skal av vattenmolekyler och överförs från koldioxidgas, eller CO2 (g), till koldioxid i en vattenlösning eller CO2 (aq). Denna process är mycket långsam.
Jämvikt
Inte alla CO2-molekyler förblir upplösta i vatten - en bråkdel av dem reagerar med vatten för att bilda kolsyra eller H2CO3. Denna reaktion är också mycket långsam. Jämvikten upprättas mellan CO2, H2O och H2CO3. Kolsyra är svag och kan dissocieras från bikarbonat eller karbonat; väte produceras från dessa reaktioner, vilket ger kolsyrat vatten ett något surt pH.
Kolsyringsprocess
När du öppnar en flaska läsk eller mousserande vatten märker du små bubblor bildas och stiger till toppen av vätskan. När fabriker producerar kolsyrade drycker lägger de till koldioxid i vatten med högt tryck för att få mer av CO2-gasen att lösas upp än vad som skulle vara naturligt. Koldioxid tillsätts vanligtvis till kallt vatten eftersom dess löslighet i vatten minskar när temperaturen stiger. Du kanske märker att en läsk går "platt" eller tappar kolsyran. Eftersom attraktionen mellan vatten och koldioxid inte är så stark som till exempel mellan vatten och socker, frigörs CO2-molekyler från lösningen.