by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Θοδωρής Βαχλιώτης στις 13 Οκτώβριος 2013 στις 23:17 στην ομάδα Χημεία Α΄Λυκείου
Θα ήθελα τη γνώμη των συναδέλφων για τα ακόλουθα:
Γιατί όταν προσθέτουμε αλάτι σε ένα αεριούχο αναψυκτικό αυτό αφρίζει;Γιατί όταν προσθέτουμε ζάχαρη σε ένα αεριούχο αναψυκτικό αυτό αφρίζει;
Γιατί όταν προσθέτουμε ένα παγάκι σε ένα αεριούχο αναψυκτικό αυτό αφρίζει;
Γίνεται μείωση της επιφανειακής τάσης (ρίξε μια καραμέλα mentos σε coca cola) και μείωση της διαλυτότητας του αερίου.
Δεν καταλαβαίνω γιατί να γίνεται μείωση της διαλυτότητας του αερίου. Η διαλυτότητα ενός αερίου σε υγρό εξαρτάται από τη φύση του υγρού, τη θερμοκρασία και την πίεση. Πως η προσθήκη κάποιας ουσίας από αυτές που προανέφερα (π.χ. παγάκι) μεταβάλλει κάτι από αυτά έτσι ώστε να ελαττώνεται η διαλυτότητα; Επίσης δεν καταλαβαίνω γιατί γίνεται μείωση της επιφανειακής τάσης και αν/πως αυτή σχετίζεται με τη διαλυτότητα… Γιατί πρέπει να ρίξω mentos ειδικά;
Για παράδειγμα ένας παράγοντας ο οποίος εμποδίζει – μειώνει την διαλυτότητα των αερίων στα υγρά είναι εκτός των άλλων και τα διάφορα στερεά σωματίδια τα οποία βρίσκονται διαλυμένα μέσα στο υγρό, π.χ. το αλάτι στο θαλασσινό νερό, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το θαλασσινό νερό περιέχει μικρότερη ποσότητα οξυγόνου από ότι το γλυκό νερό ενός ποταμού ή μιας λίμνης. Παρόλα αυτά σε ορισμένες περιπτώσεις η προσθήκη ηλεκτρολυτών (π.χ NaCl) ή σακχάρων στο νερό αυξάνει την επιφανειακή τάση του νερού.
Θοδωρής Βαχλιώτης είπε:
Τάσο ευχαριστώ για το χρόνο σου.
Ξέρεις τι σκέφτομαι; Από τη μία, στην περίπτωση προσθήκης ενός άλατος ή κάποιου σακχάρου ίσως ελαττώνει τη διαλυτότητα του αερίου με μηχανισμό παρόμοιο με αυτόν που συμβαίνει στην εξαλάτωση. Αυτή αναφέρεται στην ελάττωση της διαλυτότητας κάποιας στερεής ουσίας στο νερό, π.χ. κάποιας πρωτείνης και στην επακόλουυθη καταβύθισή της όταν προσθέτουμε στο διάλυμα κάποιο αλάτι. Αν θυμάμαι καλά αυτό οφείλεται στο ότι τα ιόντα του άλατος ανταγωνίζονται τα μόρια της πρωτείνης για τη σύνδεσή τους μέσω διαμοριακών δυνάμεων με τα μόρια του νερού, με αποτέλεσμα την ελάττωση της διαλυτότητας της πρωτείνης.
Από την άλλη στην περίπτωση που προσθέσουμε π.χ. παγάκι, θεωρώ ότι ο λόγος του αφρισμού είναι ίδιος με αυτόν της ανατάραξης του διαλύματος με μηχανικό τρόπο. Όταν κουνήσουμε το μπουκάλι του αεριούχου αναφυκτικού αυτό αφρίζει έντονα. Ο λόγος θεωρώ ότι είναι ότι λόγω της ανακίνησης διευκολύνουμε τις φυσαλίδες του εν διαλύσει αερίου, εξαιτίας της μικρότερης πυκνότητάς τους σε σχέση με τον υγρό διαλύτη, να διαφύγουν από τη μάζα του διαλύτη. Κάτι ανάλογο θεωρώ ότι γίνεται και με το παγάκι. Εκεί όμως δε γίνεται μηχανική ανατάραξη του υγρού (γίνεται αλλά σε μικρό βαθμό), αλλά μεταβολή (ελάττωση) της κινητικής ενέργειας των μορίων του υγρού που έρχονται σε επαφή με το παγάκι λόγω ελάττωσης της θερμοκρασίας τους. Κάτι σαν απότομο φρενάρισμα δηλαδή… Αυτό θεωρώ ότι επιφέρει ανάλογο αποτέλεσμα με τη μηχανική ανακίνηση του υγρού. Επίσης, το ίδιο φαινόμενο ίσως να επηρεάζει και τον αφρισμό κατά την προσθήκη άλατος ή ζάχαρης… Και πιθανόν να σχετίζεται και με τη μεταβολή της επιφανειακής τάσης. Ίσως ο παράγοντας “μεταβολή της κινητικότητας των μορίων του υγρού” να παίζει τελικά τον καθοριστικότερο ρόλο, διευκολύνοντας τη διαφυγή του αερίου. Ίσως αυτός θα πρέπει να αναφέρεται ως τέταρτος παράγοντας που επηρεάζει τη διαλυτότητα αερίου σε υγρό.
Τι λες Τάσο; Σου φαίνεται του ματς; (ωραίο το αγγλικό, έτσι;)
Στις περιπτώσεις που έρχονται σε επαφή η επιφάνεια υγρού με το τοίχωμα του δοχείου ή με στερεό (περίπτωση με το παγάκι), η κατεύθυνση και το μέγεθος της συνισταμένης δύναμης στα μόρια του υγρού εξαρτάται και από το άλλο σώμα και λέγεται διεπιφανειακή τάση δηλαδή, η διεπιφανειακή τάση είναι μέτρο της συνάφειας υγρού-στερεού.
Για την περίπτωση με το παγάκι λοιπόν, σίγουρα μεγάλο ρόλο στη μείωση της επιφανειακής τάσης ή πιο σωστά στη μείωση του συντελεστή επιφανειακής τάσης (γ) του υγρού έχει η καλή διαβροχή πάγου – νερού (ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις).
Το αποτέλεσμα είναι υπό κατάλληλη γωνία συνεπαφής (θ) στερεού – υγρού, τα μόρια του διαλυμένου αερίου (λόγω μικρότερης πυκνότητας) να βρίσκουν περισσότερο χώρο διαφυγήςκαι να προκαλείται αφρισμός.
Γνωρίζω βέβαια ότι αυτή η ερμηνεία προφανώς είναι πολύ δύσκολο έως αδύνατο να δοθεί στους μαθητές πόσο μάλλον σε αυτούς της Α΄Λυκείου.