Vous entendez un grésillement satisfaisant et vous voyez des bulles monter au sommet d'une bouteille lorsque vous ouvrez une boisson gazeuse. Les bulles créant cet effet sont des molécules de gaz carbonique dissous dans l'eau. Il pourrait être difficile à imaginer, mais le CO2 est soluble dans l'eau, car l'eau entoure les molécules de dioxyde de carbone et agit comme une cage autour d'eux.

Charge de molécule

Une raison pour laquelle un gaz comme le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau est sa charge. Le CO2 est composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène. Les atomes partagent des électrons, mais ils ne partagent pas ces électrons uniformément - les extrémités d'oxygène d'une molécule de CO2 ont une légère charge négative. Les molécules d'eau sont attirées par ces zones polaires, ce qui permet au CO2 de se dissoudre dans l'eau.

Le processus de dissolution

Les molécules de dioxyde de carbone doivent d'abord passer la barrière air-eau pour se dissoudre dans l'eau. Une fois que le CO2 traverse la surface de l'eau, les molécules gagnent une couche de molécules d'eau et passent du gaz carbonique, ou CO2 (g), au dioxyde de carbone dans une solution aqueuse, ou CO2 (aq). Ce processus est très lent.

Equilibre

Toutes les molécules de CO2 ne restent pas dissoutes dans l'eau - une fraction d'entre elles réagit avec l'eau pour former de l'acide carbonique, ou H2CO3. Cette réaction est également très lente. L'équilibre est établi entre CO2, H2O et H2CO3. L'acide carbonique est faible et peut se dissocier en bicarbonate ou en carbonate; l'hydrogène est produit à partir de ces réactions, ce qui donne à l'eau gazeuse un pH légèrement acide.

Lorsque vous ouvrez une bouteille de soda ou d'eau pétillante, vous remarquez la formation de minuscules bulles haut du liquide. Lorsque les usines produisent des boissons gazeuses, elles ajoutent du CO2 à l'eau à haute pression pour faire dissoudre plus de gaz CO2 que naturellement. Le dioxyde de carbone est généralement ajouté à l'eau froide parce que sa solubilité dans l'eau diminue à mesure que la température augmente. Vous remarquerez peut-être un soda aller "à plat" ou perdre sa carbonatation. Parce que l'attraction entre l'eau et le dioxyde de carbone n'est pas aussi forte qu'entre l'eau et le sucre, par exemple, les molécules de CO2 sont libérées de la solution.