为什么未开封的苏打水在摇晃时不会失去气泡,但如果苏打水被打开了,很快就没气了?

时间:2021-08-30 10:18:19   作者:
摇晃一瓶密封的碳酸饮料会使压力从一个值上升到平衡状态,根据以前的历史,这个值可能低于平衡值,被称为静止状态。因为二氧化碳在溶解于水中时涉及许多不同的物质,静止的现象(由于搅动而迅速消失)是直接由于这些不同的平衡,包括溶解的二氧化碳,H2CO3, HCO3-和CO3-。当关闭时,溶解CO2的平衡浓度降低。

这样做的原因是,取消封闭改变了二氧化碳的平衡溶解度值,反映了较低的CO2分压时,开封。

苏打水

溶解在水中的气体的数量与它高于液体的分压成正比。这是亨利定律的陈述,如果分压和比例常数已知在给定的温度,那么可以计算出溶解的二氧化碳的浓度。

当瓶盖被取下时,摇晃碳酸饮料可以促进脱碳,这就是所谓的欺骗。由于气体在水中的溶解度与气体压力成正比,顶空体积(以顶空体积对液体体积表示的真空度)的大小对密封瓶内的平衡压力影响很小。

在开放的容器中脱碳的速率与超过平衡浓度的CO2及其溶解在水中的各种离子的过量浓度成正比。

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亚平衡压力——即所谓的静止状态——会在震动时迅速上升到平衡值,当压力通过拆除关闭所产生的密封而突然释放时,就会产生波动。事实上,许多业内人士没有意识到,严格遵守二氧化碳在水平衡中的亨利定律过于简单:该定律指出,气体的溶解度直接与液体上方气体的压力有关。

CO2在水中的溶解动力学是复杂的,涉及几种溶解状态下的化学物质的产生,包括CO2、HCO3-、H2CO3、CO3-和H3O+。这些实体都彼此处于平衡状态,并以不同的速率达到它们的平衡浓度。叠加在这上面的是速率决定步骤,涉及这些化学实体通过水的扩散,控制顶空中的气体压力。如果使用聚合物材料制成瓶子,那么压力会通过不完美的封闭密封的有限泄漏缓慢释放,并扩散到容器中。

冲击或搅动一个密封的瓶子迅速恢复平衡,并使气体压力上升到平衡值(这符合亨利定律),以脱离不稳定的亚稳态或静止状态。声称压力始终保持不变(在一个给定的温度下)显示一个恒压压力表和无视的恢复平衡条件造成搅拌密封的瓶子——至少一个贡献者Quora未能承认在他提交并通过展示他的加剧You-Tube上的无知——表明你对水平衡中二氧化碳的复杂性缺乏了解。
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