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Você ouve um chiado satisfatório e vê o gás subir até o topo de uma garrafa quando você abre uma bebida gaseificada. As bolhas que criam esse efeito são moléculas de gás carbônico dissolvido na água. Pode ser difícil imaginar, mas o CO2 é solúvel na água, pois a água envolve as moléculas de dióxido de carbono e atua como uma gaiola ao seu redor.
Carga da molécula
Uma razão pela qual um gás como o dióxido de carbono se dissolve na água é sua carga. O CO2 é composto de um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio. Os átomos compartilham elétrons, mas não os compartilham de maneira uniforme - as extremidades do oxigênio de uma molécula de CO2 têm uma leve carga negativa. As moléculas de água são atraídas para essas áreas polares, permitindo que o CO2 se dissolva na água.
O Processo de Dissolução
As moléculas de dióxido de carbono devem primeiro passar pela barreira do ar e da água para se dissolver na água. Depois que o CO2 cruza a superfície da água, as moléculas ganham uma concha de moléculas de água e são transferidas do gás dióxido de carbono, ou CO2 (g), para dióxido de carbono em uma solução aquosa, ou CO2 (aq). Este processo é muito lento.
Equilíbrio
Nem todas as moléculas de CO2 permanecem dissolvidas na água - uma fração delas reage com a água para formar ácido carbônico, ou H2CO3. Essa reação também é muito lenta. O equilíbrio é estabelecido entre CO2, H2O e H2CO3. O ácido carbônico é fraco e pode se dissociar em bicarbonato ou carbonato; O hidrogênio é produzido a partir dessas reações, o que dá à água gaseificada um pH levemente ácido.
Processo de carbonatação
Quando você abre uma garrafa de refrigerante ou água com gás, nota pequenas bolhas se formarem e sobem para o topo do líquido. Quando as fábricas produzem bebidas carbonatadas, elas adicionam CO2 à água com alta pressão para dissolver mais gás CO2 do que o natural. Normalmente, o dióxido de carbono é adicionado à água fria porque sua solubilidade na água diminui à medida que a temperatura aumenta. Você pode notar que um refrigerante fica "liso" ou perde sua carbonatação. Como a atração entre a água e o dióxido de carbono não é tão forte quanto entre a água e o açúcar, por exemplo, as moléculas de CO2 são liberadas da solução.