Dotaz

Čím vyšší je parciální tlak plynu nad roztokem a nižší teplota vody, kterou chceme karbonizovat, tím více oxidu uhličitého se ve vodě rozpustí za vzniku kyseliny uhličité. Důležité je podotknout, že tato reakce je vratná [1,2]. 

H₂O (l) + CO₂ (g) ⇌ H₂CO₃ (aq)

V lahvích a plechovkách je pak vzniklá karbonizovaná voda uchovávána pod velkým tlakem, aby nedošlo k zpětnému uvolnění oxidu uhličitého. Při otevření vychlazené láhve nebo plechovky s minerální vodou dojde k celkovému snížení tlaku, které způsobí, že oxid uhličitý uvězněný ve vodě z části unikne ve formě bublin. Ve vodě však stále zůstane nějaké množství oxidu uhličitého.

Když následně přelijeme vychlazený nápoj do nějaké sklenice, způsobí toto zvýšení teploty únik oxidu uhličitého za působení vztlaku. Nyní už ale na karbonizovanou vodu nepůsobí takový tlak, jako byl v uzavřené lahvi, ale pouze tlak vzduchu, tudíž eventuálně musí všechen oxid uhličitý uniknout. K tomu dochází neviditelnou difuzí mezi vzduchem a vodní hladinou a tvorbou bublin.

Proč však bublinky ve sklenici unikají jen z určitých bodů?

Důležité pro tvorbu bublin je, aby nádoba měla tzv. nukleační místa, tedy různé škrábance nebo nerovnosti, které budou v průměru velké přibližně 0,1 - 0,2 μm, což každá běžná sklenice má. V těchto okem neviditelných nerovnostech se snadno zachytí molekuly oxidu uhličitého ve formě miniaturních bublinek, které se dále spojují za vzniku větší bubliny.

Ta se vztlakem uvolní na povrch a vytvoří místo pro vznik další bubliny (viz obrázek). Zamícháním nebo zatřepáním karbonizované vody se více molekul oxidu uhličitého dostane k sobě a k nukleačním místům a rychleji se uvolní z kapaliny. Stejně tak například oblíbený pokus vhození bonbonu Mentos do Coly způsobí enormní tvorbu bublin, jelikož bonbon má velmi nepravidelný povrch, na který se mohou molekuly plynu snadno navázat a vytvořit bubliny. [2,3,4].

Zdroje:

1. https://cs.wikipedia.org/wiki/Henryho_zákon
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Carbonated_water
3. Liger-Belair, Gérard & Sternenberg, Florine & Brunner, Stephane & Robillard, Bertrand & Cilindre, Clara. (2015). Bubble dynamics in various commercial sparkling bottled waters. Journal of Food Engineering. 163. 10.1016/j.jfoodeng.2015.04.016.
4. S.F. Jones, G.M. Evans, K.P. Galvin,Bubble nucleation from gas cavities — a review,Advances in Colloid and Interface Science,Volume 80, Issue 1,1999,Pages 27-50,ISSN 0001-8686,https://doi.org/10.1016/S0001-8686(98)00074-8.

 Obrázek v záhlaví Shutterstock.com