Oyes un chisporroteo satisfactorio y ves que el vapor aumenta hasta la parte superior de una botella cuando abres una bebida carbonatada. Las burbujas que crean ese efecto son moléculas de gas de dióxido de carbono disuelto en agua. Puede ser difícil de imaginar, pero el CO2 es soluble en agua, ya que el agua rodea las moléculas de dióxido de carbono y actúa como una jaula a su alrededor.

Carga de molécula

Una razón por la que un gas como el dióxido de carbono se disuelve en el agua es su carga. El CO2 se compone de un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. Los átomos comparten electrones, pero no comparten esos electrones de manera uniforme: los extremos de oxígeno de una molécula de CO2 tienen una carga ligeramente negativa. Las moléculas de agua se atraen a estas áreas polares, lo que permite que el CO2 se disuelva en el agua.

El proceso de disolución

Las moléculas de dióxido de carbono deben pasar primero por la barrera de aire y agua para disolverse en el agua. Una vez que el CO2 cruza la superficie del agua, las moléculas obtienen un caparazón de moléculas de agua y se transfieren desde el gas dióxido de carbono, o CO2 (g), a dióxido de carbono en una solución acuosa o CO2 (aq). Este proceso es muy lento.

Equilibrio

No todas las moléculas de CO2 permanecen disueltas en agua, una fracción de ellas reaccionan con agua para formar ácido carbónico o H2CO3. Esta reacción también es muy lenta. El equilibrio se establece entre CO2, H2O y H2CO3. El ácido carbónico es débil y puede disociarse en bicarbonato o carbonato; el hidrógeno se produce a partir de estas reacciones, lo que le da al agua carbonatada un pH ligeramente ácido.

Proceso de carbonatación

Cuando abre una botella de refresco o agua con gas, observa que se forman pequeñas burbujas y ascienden al parte superior del líquido. Cuando las fábricas producen bebidas carbonatadas, agregan CO2 al agua a alta presión para disolver más gas CO2 de lo que lo haría naturalmente. El dióxido de carbono se agrega típicamente al agua fría porque su solubilidad en agua disminuye a medida que aumenta la temperatura. Es posible que notes que un refresco se pone "plano" o pierde su carbonatación. Debido a que la atracción entre el agua y el dióxido de carbono no es tan fuerte como entre el agua y el azúcar, por ejemplo, las moléculas de CO2 se liberan de la solución.