دائما ما ننظر على علبة المشروبات الغازية من الخارج فقط، دون النظر في ما يجري في الداخل. لكن في بعض الأحيان، تحتاج إلى التوقف والتفكير، لأن هذه الأشياء التي تبدو دنيوية وصغيرة جدًا هي أكثر تعقيدًا مما تظن. هناك الكثير من الكيمياء تجري في المشروبات الغازية دعونا نلقي نظرة على علم الماء الفوار أو الصودا .
 
تجرى عملية تكوين الصودا وتلك الفقاقيع عن طريق عملية تسمى ب (carbonation). للمشروبات الغازية مثل الصودا، فإن العنصر النشط هو (ثاني أكسيد الكربون -CO2) .
 
 
فكرة ال Carbonation) ) ليست جديدة حيث أنه في الماضي كانت تصنع البيرة من تلك العملية، وهذه العملية تنتج غاز (ثاني أكسيد الكربون- CO2 )الذي يعطي البيرة الوجه الرغوي لها. ومع ذلك، لم تطبق هذه العملية على المشروبات الغازية حتى القرن ال18.
 
تم اكتشاف ميكانيكية تلك العملية عن طريق  الكيميائي الإنجليزي (جوزيف بريستلي)، مكتشف الأكسجين، حيث عمل على توصيل زجاجة من الماء لبرميل من البيرة، ولاحظ أن بعض من الغاز الذي تنتجه العملية تحلل إلى الماء، وتصاعد الغاز عندما فتح البرميل، لم يتم تحديد غاز (ثاني أكسيد الكربون- (CO2 في ذلك الوقت؛ لذلك سماه (الهواء المثبت-Fixed (air.
 
 
كيف تعمل كربونات؟ العملية الأساسية تجبر غاز ثاني (أكسيد الكربون (CO2- على الذوبان في الماء.
هذا يحتاج أمرين: انخفاض درجة الحرارة والضغط حيث أن غاز (ثاني أكسيد الكربون) يذوب أفضل بكثير في الماء البارد من الحار. عند درجة حرارة حوالي 45 درجة فهرنهايت (حوالي   8 درجات سليزية) أن (1 لتر) من الماء يمكن أن تمتص حوالي (3 غرام) من CO2. في درجة الضغط هو عامل آخر. وكلما زاد الضغط على  الغاز،  كلما ذاب بسرعة أكبر وبشكل كامل في الماء.
 
يذوب الغاز في الماء على سطح الكوب، ويخلق الفقاعات التي نراها . عندما ننظر عن كثب عند تقديم المياه الغازية. يمكنك أن ترى بعض من الفقاعات الصغيرة تختفي تمامًا قبل أن تصل إلى سطح الكوب  لأن كل من CO2 التي تُشكِل الفقاقيع قد ذاب كاملًا في الماء
 
بعد قليل من الوقت، فإن الماء قد امتص الكثير من الغاز. طالما هناك ما يكفي من الضغط في الغاز فوق الماء فإن الغاز لا يمكنه الهروب. الكيميائيين سموا ذلك بالتوازن: الضغط الموجود على الغاز يمنع الغاز الذائب في الماء من الهرب والنفاذ.
 
عند فتح علبة أو زجاجة من المشروبات الغازية، فأنت بذلك تكسر التوازن. حيث يندفع الغاز بالخارج ويقلل من الضغط على سطح الماء. فجأة، وCO2 المذاب في الماء له مكان للذهاب، حيث يبدأ بالفرار .
 
 
تلك العملية أيضا تحدث تغيير في طعم المياه من خلال خلق نكهة حادة، منعشة التي يمكن أن تُكمِل بعض المشروبات. قد لاتدركون أن ذلك الطعم الحامضي الذي يحدث دغدغة في الفم ناتج عن حامض. عندما يذوب CO2 في الماء، فإن بعضها يتفاعل مع الماء  لتكوين حمض الكربونيك (H2CO3) وهو حمض ضعيف إلى حد ما، وإنما هو جزء مهم من العملية لأنها تعطي المياه الغازية لدغة  يجدها البعض جذابة.  حمض (الكربونيك) أيضا له تأثير مضاد حيوي خفيف يمنع نمو البكتيريا في الماء.
 
 
ويمكن تطبيق مبدأ (لوشاتلييه) على هذه العملية، وينص مبدأ لو شاتلييه على: (أى تغيير يحدث في نظام في حالة الاتزان ينتج  أن الاتزان يسير في الاتجاه الذي يقلل فيه التغيير الحادث).
 
CO2(g)+H2O(l) <–> H2CO3(aq)+42.1 kj
 
 
إعداد/ تصميم: Esraa Adel
مراجعة لغوية: Sara Hassan
 
 
المصادر:
http://sc.egyres.com/fgPxm
http://sc.egyres.com/e8zqq
http://sc.egyres.com/Fzdqz