نعلم جميعًا ما يحدث عند رج زجاجة صودا وفتحها، أو إعطائها لصديق غير منتبه ليفتحها. ما سيحدث هو انفجارها في كل مكان، لكن سبب في حدوث ذلك قد يختلف عما تظنه.
غالبًا ما نعتقد أن رج الزجاجة يسبب زيادة الضغط، لكن هذا التفسير غير صحيح. الزجاجة نظام مغلق، الطريقة الوحيدة لزيادة الضغط داخلها هي الضغط عليها لتصغير حجمها، أو فتحها لإضافة مزيد من السائل أو الهواء بداخلها.
إذن ما التفسير؟ تُعبأ زجاجة الصودا بضغط أكبر من الضغط الجوي، مصدر الضغط هو ثاني أكسيد الكربون المُذاب في السائل.
«يُذاب غاز ثاني أكسيد الكربون عديم اللون والرائحة في السائل. عندما يُضاف ثاني أكسيد الكربون إلى زجاجة محكمة الغلق أو علبة تحوي ماءً، فإن الضغط فيها سيزداد، ويذوب غاز ثاني أكسيد الكربون في السائل».
يكون الغاز المُذاب في السائل والغاز فوق سطح السائل في حالة توازن، أي إن معدل ذوبان ثاني أكسيد الكربون في السائل ومعدل انبعاثه من السائل متساويان. اعتمادًا على كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في السائل وفوق السطح.
يؤدي فتح الزجاجة إلى انخفاض ضغط غاز ثاني أكسيد الكربون فوق السائل ليتوازن مع الوسط خارج العبوة، فيتحول حمض الكربونيك إلى غاز ثاني أكسيد الكربون، وتتصاعد فقاعات الغاز إلى السطح.
تعتمد سرعة خروج ثاني أكسيد الكربون على مساحة سطح السائل. مثلًا، إذا صببت المشروب مباشرةً في قاع الكأس، فإن هذا يزيد من مساحة السطح بشكل كبير مقارنةً بصبه ببطء على جانب الكوب، لهذا فإن صب المشروب ببطء يحتفظ بالغاز وقتًا أطول.
ما يحدث عند رج زجاجة الصودا هو أنك تجعل الغاز الموجود أعلى السائل ضمن العبوة يمتزج بالسائل، ونظرًا إلى أن السائل أصلًا في حالة تشبع بغاز ثاني أكسيد الكربون، فلا يستطيع الذوبان فيه. فتتشكل فقاعات ضمن العبوة، ما يزيد مساحة السطح.
«من دون رج، فإن سطح السائل هو فقط الموجود أعلى الزجاجة، لكن إذا هززتها فإن الفقاعات ستنتشر في السائل، وتصبح مساحة السطح أكبر، كأن كل فقاعة تمثل جزءًا من مساحة السطح. فيتصاعد ثاني أكسيد الكربون سريعًا في صورة فقاعات، فتندفع هذه الفقاعات خارج الزجاجة في صورة رغوة».
اقرأ أيضًا:
جائزة نوبل في الكيمياء 2024 تُمنح للعلماء الذين كشفوا أسرار البروتينات
ترجمة: ديانا عيسى
تدقيق: وسام صايفي
