Paul Sparks
0 
4456
341
Forskere har knækket et skummende mysterium: fysikken i fizz.
Mange mennesker ved, at skummende drinks får deres pop og gnistre fra små boblinger af kuldioxid, der sprænger ud af deres flydende blanding. De ved muligvis også af erfaringen, at den hårde skittering af seltzer på tværs af en tunge føles anderledes end det glatte skum af Champagne, den søde brud af en cola eller pizzazz fra club soda. Men indtil for nylig vidste videnskabsmænd ikke, hvor forskelligt kuldioxid opfører sig i forskellige drikkevarer, eller hvorfor.
Et papir, der blev offentliggjort 9. januar i Journal of Physical Chemistry B, tilbyder det mest komplette svar endnu på dette spørgsmål. Et team af kemikere fra Kinas Jilin University og University of Minnesota byggede komplekse modeller af kulsyreholdige cola (i det væsentlige sukker og vand), Champagne (alkohol og vand) og club soda (salt og vand) og studerede dem for at finde ud af, hvordan disse løsninger ændre opførsel af opløst kuldioxid. De byggede også en model af rent kulsyreholdigt vand (seltzer), et stof, hvis fysik allerede er godt forstået, for at kontrollere, at deres modeller fungerede korrekt. [Løft dit glas: 10 berusende ølfakta]
De fandt ud af, at for alle tre drikkevarer, de studerede, dukkede kuldioxid ud og løsnede ud af opløsningen langsommere og mindre intenst end i rent seltzervand - men af forskellige grunde.
I en kulsyreholdig drik opløses små klumper af CO2 i vandet, ligesom sukkeret i en cola, ifølge papiret. Men disse klumper af CO2 opløses ikke særlig godt, og så snart drikken udsættes for åben luft, begynder de at briste ud af opløsningen som bobler, stige op til overfladen og forsvinde ud i atmosfæren.
Denne proces sker ikke på én gang, fandt forskerne. Dette skyldes, at vand er tyktflydende - dets H2O-molekyler klæber til hinanden med ladede bindinger mellem deres små Mikke-Mus-øre-hydrogenatomer og store oxygenatomer - så CO2 må gå vej gennem det gitter for at undslippe.
Bizarrely reducerer både alkoholen i Champagne og sukkeret i cola det samlede antal brintbindinger mellem vandmolekylerne, hvilket reducerer antallet af bindinger, der holder CO2 på plads. Og alligevel frigiver begge stadig CO2 langsommere end rent vand. (Saltet i klubbrus øger antallet af brintbindinger, så det giver mening at det holder på CO2 mere tæt.)
Så hvorfor holder Champagne og cola fast ved CO2 omtrent lige så tæt som klubbrus, på trods af at der er færre brintbindinger?
Forskerne viste, at sukker og alkohol faktisk ændrer hele formen på vandet omkring dem. Selv når brintet binder sig til vandmolekyler og forhindrer dem i at binde sig til hinanden, får de molekylerne til at klemme tættere på hinanden - knuse tættere sammen omkring alt det opløste CO2 og holder det på plads effektivt, selv uden brintbindinger, forskere forklarede.
Denne type modellering er vigtig, skrev forskerne, fordi den hjælper med at besvare grundlæggende spørgsmål om fysik og smag af kulsyreholdige drikkevarer på måder, der er meget vanskelige at gennemføre med direkte eksperimenter. Fordi CO2 opløses så hurtigt og let i alle disse drikkevarer, fra Champagne til seltzer, er det vanskeligt at foretage målinger af variationerne mellem dem, men de gør en stor forskel i drikkevarens smag.