ทำไมโซดาถึงเป็นฟอง?

ความฟุ้งซ่านของโซดามาจากฟองคาร์บอนไดออกไซด์

การเต้นรำที่ซ่าซ่าซ่าของโซดาทำให้โลกมีความสุขมานานหลายศตวรรษ แต่ความลับเบื้องหลังฟองสบู่เหล่านี้คืออะไร?

ฟองในโซดาประกอบด้วยฟองอากาศของคาร์บอนไดออกไซด์หรือ CO2 เครื่องดื่มอัดลมจะถูกผสมด้วยก๊าซไร้สีและไม่มีกลิ่นที่ความดันสูงในระหว่างการผลิต จนกว่าของเหลวจะอิ่มตัวด้วยแก๊สยิ่งยวด

“โซดาเป็นฟองเพราะมันทำมาเพื่อให้เป็นฟอง” มาร์คโจนส์นักเคมีอุตสาหกรรมและเพื่อนของ American Chemical Society กล่าวกับ WordsSideKick.com

เครื่องดื่มอัดลมตามธรรมชาติ เช่น เบียร์และคอมบูชาที่อาศัยการหมักเพื่อให้ได้ฟองนั้นมีมานานแล้ว แต่การกำเนิดของโซดาอัดลมสมัยใหม่นั้นสืบเนื่องมาจากนักบวชและนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โจเซฟ พรีสลีย์ ผู้ซึ่งได้รับฉายาว่า “บิดาแห่งอุตสาหกรรมเครื่องดื่มอัดลม” ในการพัฒนาอุปกรณ์อัดลมในปี ค.ศ. 1772 ตามข้อมูลของ Britannica ในปี ค.ศ. 1794 เจคอบ ชเวปเป้ นักอัญมณีแห่งสวิสได้ขายน้ำแร่เทียมอัดลมให้เพื่อนๆ ของเขาในเจนีวา

ที่เกี่ยวข้อง: ทำไมน้ำอัดลมถึงแบน?

ในตอนแรก น้ำอัดลมบรรจุขวดถูกใช้เป็นยา บริแทนนิกาตั้งข้อสังเกต รสชาติถูกเพิ่มในภายหลัง — ขิงประมาณปีพ. ศ. 2363 และมะนาวในช่วงทศวรรษที่ 1830 ในปี 1886 เภสัชกร John Pemberton ในแอตแลนตา รัฐจอร์เจีย ได้คิดค้น Coca-Cola ซึ่งเป็นเครื่องดื่มโคล่าตัวแรก

คาร์บอนไดออกไซด์ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดฟองฟุ้งกระจาย แต่ยังทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างกรดคาร์บอนิก ส่งผลให้มีรสเปรี้ยวเล็กน้อย แม้ว่ากรดคาร์บอนิกและกรดเพิ่มรสชาติอื่นๆ ที่ผู้ผลิตโซดาเติมลงในน้ำอัดลมจะเชื่อมโยงกับความเสียหายของฟัน “ฉันคิดว่าสมาคมทันตกรรมอเมริกันให้ความสำคัญกับน้ำตาลในโซดามากกว่า” โจนส์กล่าว

เมื่อบรรจุขวดโซดา น้ำอัดลมจะถูกเก็บให้เย็นมากเพราะคาร์บอนไดออกไซด์ละลายได้ดีกว่าในโซดาที่อุณหภูมิต่ำ Joe Glajch นักเคมีวิเคราะห์และที่ปรึกษาด้านเคมีเภสัชกรรมกล่าวว่า “การทำให้ของเหลวอุ่นขึ้นทำให้เกิดแก๊สออกจากสารละลาย” 

หลังจากเติมโซดาด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซจะไหลออกมาฟู่เนื่องจากหลักการทางเคมีกายภาพที่เรียกว่ากฎของเฮนรี ซึ่งเสนอโดยวิลเลียม เฮนรี นักเคมีชาวอังกฤษในปี 1803 ตามข้อมูลของบริแทนนิกา กฎของเฮนรี่ระบุว่าปริมาณของก๊าซที่ละลายในของเหลวเป็นสัดส่วนกับความดันของก๊าซชนิดเดียวกันนั้นในบริเวณโดยรอบของของเหลว 

เมื่อบรรจุกระป๋องหรือบรรจุขวดโซดา พื้นที่เหนือเครื่องดื่มมักจะเต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ที่ความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศมาตรฐานเล็กน้อย (ประมาณ 14.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้วหรือ 101.325 กิโลปาสกาล) Glajch กล่าว เนื่องจากกฎของเฮนรี่ — และแรงดันของก๊าซที่ติดอยู่ที่ด้านบนของภาชนะที่ปิดสนิท — คาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในเครื่องดื่มจะคงอยู่ภายในของเหลว

อย่างไรก็ตาม เมื่อเปิดถังโซดา คาร์บอนอัดแรงดันจะปล่อยไปในอากาศ ก๊าซระบายนี้สร้างเสียงฟู่อันเป็นเอกลักษณ์ซึ่งคาดว่าจะได้ยินจากขวดหรือกระป๋องโซดาที่เพิ่งเปิดใหม่ “ขวดโซดาเป็นภาชนะรับความดันที่จะเก็บแรงดันไว้จนกว่าคุณจะเปิดด้านบน” โจนส์กล่าว (หากขวดหรือกระป๋องถูกเขย่าหรือถูกรบกวนก่อนที่จะเปิดออก ก๊าซที่ติดอยู่ภายในของเหลวสามารถหลบหนีไปรวมกับก๊าซที่อยู่เหนือเครื่องดื่มได้ จะเพิ่มแรงดันในก๊าซที่อยู่เหนือของเหลวและส่งผลให้โซดาระเบิดออกมาเมื่อ ภาชนะถูกเปิด)

Climate School ของมหาวิทยาลัยโคลัมเบียระบุว่าคาร์บอนไดออกไซด์คิดเป็น 0.04% ของชั้นบรรยากาศของโลก กฎของเฮนรี่แนะนำว่าเมื่อโซดาสัมผัสกับอากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำอัดลมโดยธรรมชาติต้องการความเข้มข้นในของเหลวเท่ากันกับในอากาศ ผลที่ได้คือส่วนใหญ่ฟองออกจากของเหลวเป็นฟองอากาศ CO2 ขนาดเล็ก

โซดาจะฟองมากขึ้นเมื่อเทลงในแก้วเนื่องจากการเทจะเพิ่มพื้นที่ผิวของของเหลวอย่างมากและช่วยให้ฟองอากาศหลุดออก Glajch กล่าว “ตัวอย่างที่ดีของสิ่งนี้สามารถเห็นได้จากเบียร์” Glajch กล่าว “ถ้าคุณเทเบียร์ลงในแก้ว คุณจะได้หัวโฟมขนาดกำลังดีอยู่ด้านบน ขึ้นอยู่กับชนิดของเบียร์และความเข้มข้นของเบียร์ โฟมนั้นคือก๊าซที่มาจากเครื่องดื่ม”

เคล็ดลับหนึ่งที่จะลดปริมาณฟองระหว่างการริน — และทำให้น้ำอัดลมคงความซ่าได้นานขึ้น — คือการเทโซดาที่ด้านข้างของแก้ว Glajch กล่าวว่า “นั่นช่วยลดพื้นที่ผิวของการเทลงอย่างมาก” และช่วยรักษา CO2 ในของเหลวได้มากขึ้น หมดแก้ว!

หน้าแรก