Du hör en tillfredsställande sizzle och ser fizzhöjning på toppen av en flaska när du öppnar en kolsyrad dryck. Bubblorna som skapar den effekten är molekyler av koldioxidgas 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 kring dem.

Molecule Charge

En anledning till att en gas som koldioxid löser upp i vatten är dess laddning. CO2 består av en kolatom och två syreatomer. Atomen delar elektroner, men de delar inte dessa elektroner jämnt - syreändarna i en CO2-molekyl har en liten negativ laddning. Vattenmolekyler lockas till dessa polarområden, vilket gör att koldioxid kan lösas upp i vatten.

Upplösningsprocessen

Koldioxidmolekyler måste först passera luft och vattenbarriär för att lösa upp i vatten. När koldioxid korsar vattenytan, får molekylerna ett skal av vattenmolekyler och överföres från koldioxidgas eller CO2 (g) till koldioxid i en vattenhaltig lösning, eller CO2 (aq). Denna process är mycket långsam.

Equilibrium

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. Jämvikt upprättas mellan CO2, H2O och H2CO3. Kolsyra är svag och kan dissociera till bikarbonat eller karbonat; Vätgas produceras av dessa reaktioner, vilket ger kolsyrat vatten ett något surt pH.

Koldioxidprocess

När du öppnar en flaska läsk eller mousserande vatten märker du små bubblor och stiger till toppen av vätskan. När fabriker producerar kolsyrade drycker, lägger de CO2 till vatten med högt tryck för att göra mer av koldioxidgasen upplösning än vad som är naturligt. Koldioxid tillsätts typiskt till kallt vatten eftersom dess löslighet i vatten minskar när temperaturen stiger. Du kanske märker att en läsk går "platt" eller förlorar sin karbonering. Eftersom attraktionen mellan vatten och koldioxid inte är lika stark som mellan vatten och socker, frigörs CO2-molekyler från lösningen.