מה עושה CO₂ מסיס ב- H₂הו?

תוֹכֶן

• חיוב מולקולה
• תהליך הפירוק
• שיווי משקל
• תהליך הפחמן

אתה שומע נחת רוח מספקת ורואה חזה מתנשא לראש הבקבוק כשפותחים משקה מוגז. הבועות שיוצרות השפעה זו הן מולקולות של גז פחמן דו חמצני המומס במים. יתכן שקשה לדמיין, אבל CO2 מסיס במים, שכן מים מקיפים מולקולות דו תחמוצת הפחמן ומשמשים כלוב סביבם.

חיוב מולקולה

אחת הסיבות לכך שגז כמו פחמן דו חמצני מתמוסס במים היא המטען שלו. CO2 מורכב מאטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן. האטומים חולקים אלקטרונים, אך הם אינם חולקים את אותם אלקטרונים באופן שווה - לקצוות החמצן של מולקולת CO2 יש מטען שלילי קל. מולקולות מים נמשכות לאזורים קוטביים אלה, ומאפשרות CO2 להתמוסס במים.

תהליך הפירוק

על מולקולות פחמן דו חמצני לעבור תחילה את מחסום האוויר והמים כדי להתמוסס במים. ברגע ש- CO2 חוצה את פני המים, המולקולות משיגות מעטפת של מולקולות מים ומעבירות מגז פחמן דו חמצני, או CO2 (g), לפחמן דו חמצני בתמיסה מימית, או CO2 (aq). תהליך זה איטי מאוד.

שיווי משקל

לא כל מולקולות ה- CO2 נשארות מומסות במים - חלק מהם מגיב עם מים ליצירת חומצה פחמית, או H2CO3. גם תגובה זו איטית מאוד. שיווי משקל נוצר בין CO2, H2O ו- H2CO3. חומצה פחמנית חלשה ויכולה להתנתק לביקרבונט או לקרבונט; מימן מופק מתגובות אלה, המעניקות למים מוגזים pH מעט חומצי.

תהליך הפחמן

כשפותחים בקבוק סודה או מים נוצצים, מבחינים בצורת בועות זעירות ועולים לראש הנוזל. כאשר מפעלים מייצרים משקאות מוגזים, הם מוסיפים CO2 למים בלחץ גבוה בכדי לגרום להמיסו יותר של גז CO2 מאשר באופן טבעי. בדרך כלל מתווספים פחמן דו חמצני למים קרים מכיוון שהמסיסות שלהם במים יורדת עם עליית הטמפרטורה. אתה עשוי להבחין בסודה שהולכת "שטוחה" או לאבד את הפחמן שלה. מכיוון שהמשיכה בין מים לפחמן דו חמצני אינה חזקה כמו בין מים לסוכר, למשל, מולקולות CO2 משתחררות מהפתרון.