Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Углекислый газ и вода создают смесь в бутылке с газировкой?

RegistraciyaDostala [2.6K] более месяца назад

Как может столько газа помещаться в жидкости и почему он начинает выходить, при открытии крышки?

3

Углекислый газ, закачанный или помещенный каким-нибудь другим способом в сосуд с обычной водой под давлением, образует не "смесь", а прозрачный раствор. В этом растворе углекислый газ находится в основном в виде молекул СО2, а частично также в виде продуктов химического взаимодействия углекислого газа с водой - положительно заряженных катионов водорода Н+ и отрицательно заряженных гидрокарбонат-ионов НСО3- и небольшого числа молекул угольной кислота Н2СО3. Количество растворенного газа подчиняется закону Генри - чем выше парциальное давление газа (то есть давление без учета других газов, включая воздух) над раствором, тем больше газа растворяется. Константа Генри для углекислого газа и воды хорошо известна. Если, например, выпустить в литровый сифон с 0,9 л воды углекислый газ из стального баллончика (в него помещается 8,8 г, что легко определить взвешиванием, в нем газ находится под давлением в жидком состоянии), то в воду, как показывает расчет по закону Генри, перейдет примерно 85% газа, а остальное останется над раствором в виде сжатого газа. Его парциальное давление будет порядка 5,5 атм (и еще 1 атм - воздуха, который был в сифоне с водой до впуска углекислого газа). Если заполнить сифон доверху, давление над водой немного увеличится. Кстати, кислотность водного раствора СО2 (рН от 3,3 до 3,7, в зависимости от давления) намного меньше кислотности желудочного сока. Поэтому даже концентрированный водный раствор угольной кислоты можно пить без опасений. Если сифон или бутылку с газированной водой открыть, давление над раствором резко упадет и станет равным атмосферному. При этом, в соответствии с тем же законом Генри, растворимость газа тоже резко упадет, он начнет выделяться в виде пузырьков в в жидкости, которые будут всплывать и выходить в воздух. При этом иона Н+ и НСО3- объединяются и образуют угольную кислоту Н2СО3, которая распадается с выделением СО2 (т.е. процессы идут "в обратную сторону"). И еще: константа Генри сильно зависит от температуры. В теплой воде растворимость углекислого газа намного меньше, а в ледяной воде - больше. Если нагреть неоткупоренную бутылку с газировкой, давление газа в ней сильно увеличится.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Registraci­yaDostala [2.6K]
Очень познавательно.
А ионы Н+ и НСО3- не соединены, я правильно понимаю?
Значит большая часть газа выходит не из соединения Н2СО3, а из раствора воды и углекислого газа, так?
Газ в воде содержится в виде жидкости или его всё равно считают газом?
 более месяца назад
il63 [73.4K]
Эти ионы могут "плавать" в воде по отдельности (окруженные каждый, особенно Н+, огромным числом молекул воды, что называют "гидратной шубой"), а могут объединится в молекулу угольной кислоты, которая может распасться на СО2 и Н2О. А Со2 может улетать из воды в газовую фазу. Все эти процессы находятся в равновесии, которое может сдвигаться в зависимости от условий (температура, давление и т.д.). Так что СО2 выделяется в воздух не непосредственно из Н2СО3. Газ в жидкости называется растворенным газом. Все же у него другие свойства. Например, молекулы СО2 в газе и в растворе движутся совершенно иначе, а также вступают в реакции с растворителем.  более месяца назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
Быстрая регистрация
OpenID