Lite om gaser

Kolsyrat vatten

”Kolsyrat” vatten är i själva verket vatten som man blåst ned gasen koldioxid, CO2, i. Gasen har en förmåga att lösa sig i vatten. En mycket liten andel av gasen () binder till sig vattenmolekyler, H2O, och bilder därför kolsyra H2CO3 som är en svag syra (se inlägget från 11/7) och därför ger syrlig smak.

Denna process – att lösa koldioxid – i vatten är faktiskt en av de ytterst få användningsområden för koldioxid som finns. Den är dock inte helt riskfri; i storkök kan man hitta larm för koldioxidläckage. Koldioxid är ofarlig i sig men förrädisk så tillvida att den kan tränga undan livsviktigt syre.Två andra användningsområden för koldioxid är för övrigt brandsläckning (just genom att tränga undan syre) och ökad fotosyntes i växthus (man höjer CO2-halten för att öka reduktionen av koldioxid till socker i växterna).

Vatten som utsätts för luft blir naturligt svagt surt (ca pH 5) eftersom koldioxid ur luften löser sig i vattnet.

Andra gaser ger också surt vatten

Löser man svaveldioxid i vatten bildas, i bergänsad utsträckning, svavelsyrlighet, H2SO3, som är en svag syra. Löser man istället svaveltrioxid, SO3, bildas den starka syran svavelsyra, H2SO4, (riktigt koncentrerad svavelsyra kan anges ha halter på 160% eftersom den kan tillföras stora mängder SO3 som hydreras till svavelsyra om man tillför vatten). Kväveoxid, NO, och kvävedioxid, NO2, ger efter reaktion med vatten salpetersyrlighet (svag syra) respektive salpetersyra (stark syra). Dessa reaktioner är idag de som är mest ansvariga för surt regn (detta eftersom vi lyckas rena bort svaveloxiderna alternativt använder lågsvavliga bränslen). Kväveoxiderna är svårare att bli av med bl.a. beroende på att de alltid bildas då syre och kväve hettas upp tillsammans (vilket sker i alla förbränningsprocesser).

Varmt vatten löser gaser sämre än kallt

Det är stor skillnad på varmt och kallt vatten när det gäller att lösa ämnen. Fasta ämnen som salter löser sig vanligen lättare i varmare vatten, medan det omvända gäller för gaser. Därför blir det lätt ett rejält övertryck i "kolsyrade" läsker när dessa utsätts för värme varma sommardagar. Övertrycket - om det alls finns - är mycket lägre om en läsk öppnas kylskåpskall - som bekant.

Nukleationspunkter

När man strör koksalt i nästan kokande vatten börjar vattnet att koka, trots att vattnets kokpunkt ju höjs av salttillsats (eller tillsats av andra lösliga ämnen). Varför? Anledningen är att när vattnet värms upp höjs vattnets ångtryck (mer vatten vill avgå som ånga) samtidigt som luftens löslighet minskar ordentligt. Men omvandligen till gasbubblor sker mycket lättare då några korn av salt (eller någon annan "förorening" kommer i). Inom syntetisk kemi kan man använda "kokstenar" av marmor för att ge en förångning utan stötkokning. Fasövergångar åt andra hållet - från vattenånga till vattendroppar - sker också betydligt lättare med nukleationskärnor; man brukar till och med säga att det krävs fasta partiklar i luften för att moln ska bildas.