Inhoud
Je hoort een bevredigende sizzle en ziet koolzuur stijgen naar de bovenkant van een fles wanneer je een koolzuurhoudende drank opent. De bellen 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 koolstofdioxide-moleculen omringt en als een kooi om hen heen fungeert.
Molecuullading
Een reden waarom een gas zoals kooldioxide 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 licht negatieve lading. Watermoleculen worden aangetrokken door deze polaire gebieden, waardoor CO2 in water kan oplossen.
Het ontbindingsproces
Koolstofdioxide-moleculen 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 koolstofdioxidegas of CO2 (g) naar koolstofdioxide in een waterige oplossing of CO2 (aq). Dit proces is erg langzaam.
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. Evenwicht wordt tot stand gebracht 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 licht zure pH krijgt.
Carbonatieproces
Wanneer u een fles frisdrank of bruiswater opent, ziet u kleine belletjes vormen en naar de bovenkant van de vloeistof stijgen. Wanneer fabrieken koolzuurhoudende dranken produceren, voegen ze CO2 toe aan water met hoge druk om meer van het CO2-gas op te lossen dan normaal. Koolstofdioxide wordt meestal toegevoegd aan koud water omdat de oplosbaarheid ervan in water afneemt naarmate de temperatuur stijgt. Je merkt misschien dat een frisdrank "plat" wordt of zijn koolzuur verliest. Omdat de aantrekkingskracht tussen water en kooldioxide niet zo sterk is als tussen bijvoorbeeld water en suiker, komen er CO2-moleculen uit de oplossing vrij.