Sodavand og trykket i flasken

Hej Malte
Lige et kort spørgsmål. Når der er kapsel på en øl/sodavand og man ryster den, stiger trykket så inde i flasken? over eller/og i væsken? 

Hvis kapselen er taget af og man holder en finger for hullet og ryster, stiger trykket da også? Håber på et godt svar da det er spørgsmål ud af en længere diskussion.

På forhånd tak for hjælpen

Med venlig hilsen
J H

Det der får bobler frem i en sodavand (eller øl) er kuldioxid (carbondioxid), som sættes til vandet under tryk ved lukning af flasken.

Når det sker, opløses noget af kuldioxiden i vandet og giver kulsyre ved en reaktion:

CO₂ + H₂O ↔H₂CO₃

Lidt vil også være opløst som små luftbobler. Det der reagerer med vandet og giver kulsyre (en syre der altså giver en svag sur reaktion) giver altså en proces, der går begge veje. Hvor meget kulsyre, der er i vandet i form af kulsyre afhænger af kuldioxid trykket over vandet, des højere tryk des mere. Sænker man trykket over vand med kulsyre, vil processen gå imod venstre, og der frigøres CO₂. Det er hvad der sker, når man åbner en flaske sodavand (øl, champagne osv.).

Normalt er det ren kuldioxid, der står i det lille luftmellemrum over sodavandet. Når man åbner forsvinder det, kulsyren sønderdeles i forsøg på igen at hæve trykket til det oprindelige ligevægtstryk. Dermed opnås fabrikantens formål, at få bobler og en "frisk" let syrlig smag af sodavandet.

Rystes en lukket flaske, vil man, hvis man sætter en trykmåler på, kunne se at trykket ikke ændres. Det opløste kulsyre og kulsyren i flaskehalsen bliver derimod til mindre bobler. Når flasken åbnes, vil de være i de små bobler, at kulsyren frigives, de mange bobler vokser så meget hurtigt og kommer hurtigt ud. Samtidigt stiger dråberne op da de er lettere end vandet.  Der bliver skum på flasken, og den kan løbe over.

Når en åbnet flaske rystes, kan der være kommet luft over væsken foroven. Det betyder, at trykket yderligere vokser, fordi man så har en atmosfære tryk fra luften og yderligere det sædvanlige tryk fra kuldioxiden, som frigives, og søger at opnå det oprindelige tryk (det kaldes Daltons lov).

Så svaret på, hvad der sker, når man åbner og ryster, er at der frigøres kuldioxid hurtigere (mange små bobler i væsken som vokser), og at trykket kan være blevet lidt højere, fordi det kuldioxid, der er i halsen af flasken, delvis er blevet erstattet med luft.

Trykket der kræves i en lille boble for at få den dannet, er større, des mindre boblen er.  Det er altså meget svært at få dannet starten til bobler. Det betyder, at vand der har kogt en gang, kan have svært ved at danne bobler ved kogepunktet, når det varmes igen, fordi det normalt er kulsyreboblerne, som hjælper med bobledannelsen ved kogningen, men de er jo kogt ud i denne situation. Vandet kan derfor stødkoge, så det sprøjter ud.

Hvor meget CO2 der kan opløses i vand afhænger af temperaturen. Ved 0 °C opløses 3,35 g CO₂ i 1 l vand derefter 10 °C 2,32 g, 20 °C 1,69 g, 30 °C 1,26 g, 40 °C 0,97 g, 50 °C 0,8 g, 60 °C 0,6 g. Når man koger almindeligt vand kan man høre, at det lyder, som det koger længe inden det rigtigt koger og der kommer damp. Der sker det, at man koger kuldoxiden ud omkring 50 - 70 °C (ses som bobler i vandet).  En varm sodavand bruser altså mere end en kold.

Med venlig hilsen
Malte Olsen