Що робить CO2 розчинним у H2O?

Ви чуєте задовільне шипіння і бачите, як шипля піднімається до верху пляшки, коли ви відкриваєте газований напій. Бульбашки, що створюють цей ефект, - це молекули вуглекислого газу, розчинені у воді. Можливо, це важко уявити, але CO2 розчинний у воді, оскільки вода оточує молекули вуглекислого газу і виконує роль клітини навколо них.

Однією з причин, чому такий газ, як вуглекислий газ, розчиняється у воді, є його заряд. СО2 складається з одного атома вуглецю та двох атомів кисню. Атоми ділять електрони, але вони не розподіляють їх рівномірно - кисневі кінці молекули СО2 мають невеликий негативний заряд. Молекули води притягуються до цих полярних областей, дозволяючи CO2 розчинятися у воді.

Спочатку молекули вуглекислого газу повинні пройти повітряний і водний бар’єр, щоб розчинитися у воді. Як тільки СО2 перетинає поверхню води, молекули отримують оболонку молекул води і переходять із вуглекислого газу, або СО2 (г), у вуглекислий газ у водному розчині або СО2 (водний). Цей процес дуже повільний.

Не всі молекули СО2 залишаються розчиненими у воді - частина їх реагує з водою, утворюючи вугільну кислоту або H2CO3. Ця реакція також дуже повільна. Встановлюється рівновага між CO2, H2O та H2CO3. Вуглекисла кислота слабка і може дисоціювати до бікарбонату або карбонату; в результаті цих реакцій утворюється водень, який надає газованій воді слабокислий рН.

Коли ви відкриваєте пляшку з газованою водою або газованою водою, ви помічаєте, як утворюються крихітні бульбашки і піднімаються до верху рідини. Коли фабрики виробляють газовані напої, вони додають СО2 у воду під високим тиском, щоб змусити газ розчинитися більше, ніж природним чином. Двоокис вуглецю зазвичай додають до холодної води, оскільки його розчинність у воді зменшується із підвищенням температури. Ви можете помітити, що сода стає «рівною» або втрачає свою газованість. Оскільки привабливість між водою та вуглекислим газом не така сильна, як між водою та цукром, наприклад, молекули СО2 вивільняються з розчину.