Для того, щоб створити ігристі напої, в них розчиняється газ, який називається вуглекислим газом (СО2) - процес, що йде під назвою карбонізації .
Розчиняючись у воді, СО2 перетворюється на вуглекислоту (H2CO3), після реакції:
CO2 (g) + H2O <-> H2CO3 (1)
Подвійна стрілка означає, що реакція є оборотною, тобто ви можете переходити зліва направо, а також справа наліво. Отже, у вас одночасно тривають дві реакції:
CO2 + H2O -> H2CO3 (2)
і
H2CO3 -> CO2 + H2O (3)
Однак (і ось у чому полягає хитрість) gнаступний викид CO2 означає, що він є газом і, як такий, є летючим і залишає воду, коли утворюється (саме тому ви бачите бульбашки, що виходять із вашої соди).
Існує дуже важливий закон хімії, який називається принципом Ле Шательє, який говорить:
Якщо в хімічній системі при рівновазі спостерігається зміна концентрації, температури, об'єму чи часткового тиску, то рівновага зміщується, щоб протидіяти накладеній зміні і встановлюється нова рівновага.
Якби CO2 не був летючим, то сталося б те, що в якийсь момент ви досягнете хімічної рівноваги , тобто кількість H2CO3, утвореного розчиненням у воді СО2, було б точно таким же, як і кількість H2CO3, що розкладається на CO2. Але, як ми говорили, СО2 виходить з води у вигляді газу ... Тож, що трапляється, це те, що ти завжди виводиш СО2 зі своєї реакції, і, як говорить нам принцип Ле Шательє, система реагує на протидію цим втратам, розкладаючи більше вуглекислоти, утворюючи більше CO2.
Ось чому, якщо ви налиєте соду в склянку, вона буде повільно ставати все менше і менш іскрометливо, оскільки СО2 піде з води, заміниться розкладанням ще кількох H2CO3 і так далі, поки не залишиться H2CO3.
Отже, чому закрита пляшка соди залишається іскристим, поки ви її не відкриєте? Просто тому, що у СО2 є лише невелика кімната для виходу (невеликий порожній простір зверху на рідину). Все, про що я говорив, працював також для закритої банки / пляшки соди, але в якийсь момент повітря, що знаходиться вгорі рідини, стає насиченим СО2, тобто він не може звільнити більше місця СО2. Це означає, що СО2 перезапуститься і повернеться у воду.
На всі ці реакції впливатиме температура. Розкладання вуглекислоти набагато швидше при кімнатній температурі порівняно з 4 ° С, тому що при кімнатній температурі реакція (3) буде більш прихильною порівняно з (2), і коли балончик відкриється, більше CO2 вийде з можна, даючи вам трохи менш газований напій.
Цей ефект схожий на струшування пляшки: у такому випадку ви механічно сприяєте дисоціації вуглекислоти та допомагаєте СО2 вийти з води.
Нарешті, вуглекислата, як ви здогадуєтесь, є кислотою, хоч і дуже слабкою!
Отже, це сприятиме зниженню рН вашого напою більш-менш сильним способом, залежно від соди: внесок pH в H2CO3 буде більшим у газованій воді (знижуючи рН від 7 до 3 та 4), ніж у Кока-кола, яка вже містить сильну кислоту (H3PO4, фосфорна кислота) і має низький рівень pH в будь-якому випадку.