汽水裡有二氧化碳

文/DV  |2023.11.17
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圖/123RF

文/DV 

為什麼汽水飲料開瓶蓋的時候,汽水會從瓶罐裡湧出來?汽水又為什麼會冒泡?

那些泡是二氧化碳嗎?是的,我們來看看,到底汽水裡裝了些什麼?

快速分解一下,汽水包含了 水,水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成,大多數汽水中約95%的成分是水。 糖,大多數汽水中的甜味劑是一種稱為「葡萄糖」的單糖的6碳糖,和另一種稱為「果糖」的單糖的5碳糖所成的混合物,也就是由兩種碳糖組成「蔗糖」的糖,由碳、氧和氫原子組成。 二氧化碳,是由一個碳原子和兩個氧原子組成。二氧化碳分子充分混合後溶解在汽水中。因此當我們打開汽水罐或瓶子時,二氧化碳也將開始從汽水中釋放到空氣中,最終會流出足夠的汽水,汽水會慢慢變淡。

那麼碳酸飲料從哪來?二氧化碳(CO2)溶於水之後,一部分二氧化碳會與水化合,形成碳酸。方程式為:CO2+H2O=H2CO3。

碳酸化的製程,最早起於1767年,由英國的Joseph Priestley發明。然而,直到1786年,Jacob Schweppes在瑞士,該製程才實現商業化。碳酸飲料於1835年首次裝瓶出售,也是從那時起,人們開始在碳酸飲料中添加調味料。一旦開始了,調味碳酸飲料就成為西方文化的中流砥柱,並成為許多消費者的首選飲料。

溶解釋放 速率相等



當二氧化碳添加到裝有水的密封瓶或罐中時,壓力增加,二氧化碳溶解到液體中,液體上方的二氧化碳和溶解在液體中的二氧化碳達到化學平衡,也就是說,二氧化碳溶解到液體的速率,等於二氧化碳從液體中釋放的速率。

影響碳酸化的一個重要因素是溫度。隨著液體溫度的升高,包括二氧化碳在內的大多數氣體,都無法很好地溶解在液體中。這就是為什麼碳酸飲料如果放在室溫下就會變質;相反的,如果將碳酸飲料放入冰箱,並使其變冷,那麼在飲料仍密封的情況下,更多溶解的二氧化碳將留在飲料中,一旦打開冷藏的瓶罐時,液體會起泡更多,因為冷飲中溶解了更多的二氧化碳。

釋放壓力 氣體溢出



原來當飲料愈冷且密封愈緊,飲料就會愈冒泡。一瓶600ml可口可樂中,有3%的體積屬於二氧化碳,這瓶碳酸水約含有2~3克的二氧化碳,當二氧化碳過多時,它會留在水中,直到瓶蓋打開、壓力釋放,二氧化碳就會溢出。

碳酸外衝 添加調味



簡單說,就是當我們打開瓶子或罐頭時,碳酸液體上方的壓力會下降,為了與瓶子或罐頭外部的壓力相匹配,因此壓力釋放會發出嘶嘶聲,當H2CO3轉化回CO2時,我們會看到液體中氣泡上升,並且氣體溢出到表面。

最初,碳酸飲料僅儲存在瓶子中,因為將二氧化碳保留在罐內,並且不試圖突破罐的接縫,被證明是一個挑戰。如今,可以隨時找到瓶裝和罐裝的碳酸飲料,愈來愈多的人在熱衷於碳酸飲料的同時,也不斷嘗試控制飲用的次數與數量,而我們不妨在下次喝碳酸飲料時,一邊欣賞這些跳舞氣泡,也一邊想想背後的科學原理吧!

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