لماذا المشروبات الغازية تصبح مسطحة؟

اتضح أن الغاز في المشروبات يجبر الفقاعات على الخروج.

تتطاير المشروبات الغازية بسبب تسرب فقاعات ثاني أكسيد الكربون داخل السائل أثناء الإنتاج. قال مارك جونز ، مستشار الكيمياء وزميل الجمعية الكيميائية الأمريكية ، لـ Live Science: “إنه يذوب بنفس الطريقة التي يذوب بها السكر والملح في الماء”.

ثاني أكسيد الكربون ، أو CO2 ، أثقل بحوالي 1.5 مرة من الهواء ، وفقًا لمدرسة كولومبيا للمناخ(يفتح في علامة تبويب جديدة)في جامعة كولومبيا في مدينة نيويورك. بناءً على هذه الحقيقة وحدها ، قد لا تتوقع ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الهواء. 

ومع ذلك ، فإن الصودا تبدأ في التشبع الفائق بثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك ، بسبب مبدأ في الكيمياء الفيزيائية يُعرف باسم قانون هنري ، يتعرض الغاز لضغط يجعله يريد الهروب من الصودا. اقترح الكيميائي البريطاني ويليام هنري قانون هنري في عام 1803 ، وفقًا لبريتانيكا(يفتح في علامة تبويب جديدة). ينص قانون هنري على أن كمية الغاز المذاب داخل السائل تتناسب مع ضغط نفس الغاز في محيط السائل. يؤثر هذا القانون على ما إذا كان الغاز يدخل إلى السائل أو يخرج منه. 

عندما يتم تعبئة أو تعليب الصودا ، عادة ما تمتلئ المساحة فوق المشروب بثاني أكسيد الكربون عند ضغط أعلى بقليل من الضغط الجوي القياسي (حوالي 14.7 رطل لكل بوصة مربعة أو 101.325 كيلو باسكال) ، جو جلاجش ، الكيميائي التحليلي واستشاري الكيمياء 40 عامًا من الخبرة في الكيمياء والصناعات الدوائية ، وفقًا لـ Live Science. على هذا النحو ، وبسبب قانون هنري ، يبقى ثاني أكسيد الكربون داخل المشروب داخل السائل.

عندما يتم فتح الصودا لأول مرة ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون المضغوط هذا في الهواء. وقال جلاجش: “ينتج عن هذا الغاز المتسرب الهسهسة التي يتوقعها المرء من مشروب غازي جديد”.

يشكل ثاني أكسيد الكربون حوالي 0.04٪ من الغلاف الجوي للأرض ، وفقًا لكلية المناخ بجامعة كولومبيا(يفتح في علامة تبويب جديدة). عندما تُترك الصودا مكشوفة للهواء ، يقترح قانون هنري أن ثاني أكسيد الكربون الموجود في المشروب الغازي يريد بطبيعة الحال أن يصل إلى نفس التركيز في السائل كما هو في الهواء.

على هذا النحو ، “عندما تكون علبة أو زجاجة من الصودا مفتوحة لفترة طويلة ، يتحلل ثاني أكسيد الكربون بداخلها في نهاية المطاف – سوف يريد أن يتوازن مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء الخارجي ،” قال جونز. “عندما تكون المشروبات الغازية أقل فوارًا ، نسميها مسطحة.”

سيؤدي هز عبوة أو زجاجة صودا إلى جعل الصودا مسطحة بسرعة أكبر عن طريق مساعدة ثاني أكسيد الكربون الموجود بداخلها على الهروب. يؤدي الاهتزاز إلى خلط الهواء في المساحة الفارغة للزجاجة أو العلبة مع باقي السائل ، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات. يمكن أن تعمل هذه الفقاعات بعد ذلك كمواقع للتنوي ، أو نقاط حيث يمكن للذرات والجزيئات أن تتجمع معًا – يشبه إلى حد ما كيف يمكن للغبار الموجود في الهواء أن يساعد في تكوين رقاقات الثلج.

تؤدي مواقع التنوي إلى اتحاد فقاعات صغيرة من ثاني أكسيد الكربون في الصودا معًا. قال جونز إن الفقاعات الأكبر الناتجة يمكن أن تفلت بسهولة من التوتر السطحي للسائل ، وهو الطاقة اللازمة لفصل الجزيئات السائلة عن بعضها البعض.

قال جلاتش: “نفس الشيء يحدث إذا أسقطت ملعقة صغيرة من الملح أو السكر”. “تعمل حبيبات المسحوق الصلب كمواقع تنوي ، مما يجعل الصودا فورانًا” مع تسرب ثاني أكسيد الكربون.