Die Chemie in der Flasche

Der englische Priester und Chemiker Joseph Priestley entwickelte das Sodawasser vor über 200 Jahren. Sodawasser ist eine Lösung von Kohlendioxid in Wasser. Um eine solche Lösung herzustellen wird CO2-Gas unter hohem Druck (200 bis 300 kPa) direkt in mit Wasser gefüllte Flaschen und Dosen geleitet. Dabei stellt sich ein Gleichgewicht zwischen dem CO2 (g) und dem gelösten CO2 (aq) ein., welches wie folgt beschrieben werden kann:

CO2 (g) CO2 (aq)

Was passiert also wenn man eine Wasserflasche öffnet?. In der Wasserflasche befindet sich ein Überdruck, welcher beim Öffnen einer Flasche schnell auf 101 325 Pa (1 atm) absinkt. Beim Absinken des Drucks kommt es zum Joule-Thomson-Effekt, welcher zu einer Abkühlung des expandierenden Gasgemisch führt. Dabei kann für sehr kurze Zeit eine Temperatur von -30°C erreicht werden. Die Kondensation des Wasserdampfs an der Luft kann als feiner Nebel an der Flaschenöffnung wahrgenommen werden.

Da beim Öffnen der Flasche das über dem Wasser stehende CO2 entweichen kann, verschiebt sich das oben genannte Gleichgewicht zu Gunsten des ungelösten, gasförmigen CO2. Da nun gelöstes CO2 in gasförmiges CO2 übergeht, kommt es zur einer heftigen Blasenbildung und das Wasser beginnt zu sprudeln. Nimmt der Druck an der Wasseroberfläche ab, so bilden einige CO2-Moleküle winzige Mikrobläschen, welche kurze Zeit später als größere Blasen sichtbar werden. Mikrobläschen bilden sich an Kondensationskeimen. Kondensationskeime sind kleine Fremdpartikel oder Kratzer an der Flaschenwand, an denen sich CO2-Moleküle ansammeln. Löst sich eine Mikroblase von einem Kondensationskeim und steigt nach oben, so verbinden sich weitere CO2-Moleküle mit der Blase uns sie beginnt zu wachsen.

Das Entweichen von CO2- aus Getränken kann auf verschiedene Weisen beschleunigt werden. gibt man beispielsweise einen Löffel Speisesalz in ein Glas mit Mineralwasser, so erhöht man dadurch die Anzahl an Kondensationskeimen und das Getränk sprudelt heftig auf. Außerdem sorgt das Salz für einen Aussalzungseffekt. Damit ist gemeint, dass die Salz-Ionen besser von den Wassermolekülen hydratisiert wird als die CO2-Moleküle, somit stehen weniger Wassermoleküle zur Hydratisierung des CO2 zu Verfügung und dieses kann somit leichter aus der Lösung aufsteigen. Das Entweichen des CO2 kann jedoch auch durch Schütteln beschleunigt werden, wobei die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Mikrobläschen an den Kondensationskeimen erhöht wird und somit auch die Wahrscheinlichkeit für das Verbinden von CO2-Molekülen aus der Lösung mit den Bläschen erhöht wird.

 

© 2001-2005 [Chempage.de] – Michael Müller – michael.mueller@rwth-aachen.de http://www.chempage.de

Aktuelles | Buchtipps: Chemie | Disclaimer | Impressum | Kontakt | Newsletter | Shop | Startseite