U hoort een bevredigende sisser en ziet fizz naar de bovenkant van een fles stijgen wanneer u een koolzuurhoudende drank opent. De bubbels die dat effect creëren zijn moleculen van koolstofdioxidegas opgelost in water. Het is misschien moeilijk voorstelbaar, maar CO2 is oplosbaar in water, omdat water koolstofdioxidemoleculen omgeeft en als een kooi om hen heen werkt.

Molecuullast

Een reden waarom een ​​gasachtig koolstofdioxide oplost in water is de 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 lichte negatieve lading. Watermoleculen worden aangetrokken door deze poolgebieden, waardoor CO2 kan oplossen in water.

Het oplossingsproces

Koolstofdioxidemoleculen moeten eerst de lucht- en waterkering passeren om op te lossen in water. Zodra CO2 het wateroppervlak kruist, krijgen de moleculen een schil van watermoleculen en worden ze overgezet van koolstofdioxidegas, of CO2 (g), naar kooldioxide in een waterige oplossing of CO2 (aq). Dit proces is erg langzaam.

Evenwichtswaarde

Niet alle CO2-moleculen blijven opgelost in water - een fractie van hen reageert met water om koolzuur of H2CO3 te vormen. Deze reactie is ook erg traag. Het evenwicht wordt vastgesteld tussen CO2, H2O en H2CO3. Koolzuur is zwak en kan dissociëren tot bicarbonaat of carbonaat; waterstof wordt geproduceerd uit deze reacties, wat koolzuurhoudend water een licht zure pH geeft.

Carbonatieproces

Wanneer je een fles frisdrank of koolzuurwater opent, zie je kleine luchtbelletjes ontstaan ​​en stijgen naar de top van de vloeistof. Wanneer fabrieken koolzuurhoudende dranken produceren, voegen ze onder hoge druk CO2 toe aan water om meer van het CO2-gas te laten oplossen dan van nature zou zijn. Koolstofdioxide wordt typisch toegevoegd aan koud water omdat de oplosbaarheid ervan in water afneemt naarmate de temperatuur stijgt. U kunt merken dat een frisdrank "plat" gaat of zijn koolzuur kwijtraakt. Omdat de aantrekkingskracht tussen water en koolstofdioxide niet zo sterk is als tussen water en suiker, worden bijvoorbeeld CO2-moleculen uit de oplossing vrijgemaakt.