Vova Krasen
0 
4711
650
Wetenschappers hebben een schuimig mysterie ontrafeld: de fysica van bruisen.
Veel mensen weten dat schuimige dranken hun pop en sprankeling krijgen door kleine belletjes koolstofdioxide die uit hun vloeibare mix barsten. Ze weten misschien ook uit ervaring dat het harde schaatsen van seltzer over een tong anders aanvoelt dan het zachte schuim van champagne, het zoete bruisen van een cola of de pit van sodawater. Maar tot voor kort wisten wetenschappers niet hoe verschillend koolstofdioxide zich gedraagt in verschillende dranken, of waarom.
Een paper gepubliceerd op 9 januari in The Journal of Physical Chemistry B biedt het meest complete antwoord tot nu toe op die vraag. Een team van chemici van de Chinese Jilin Universiteit en de Universiteit van Minnesota bouwden complexe modellen van koolzuurhoudende cola (in wezen suiker en water), champagne (alcohol en water) en sodawater (zout en water) en bestudeerden ze om erachter te komen hoe deze oplossingen verander het gedrag van opgeloste kooldioxide. Ze bouwden ook een model van zuiver koolzuurhoudend water (seltzer), een stof waarvan de fysica al goed bekend is, om te controleren of hun modellen goed werkten. [Raise Your Glass: 10 bedwelmende bierfeiten]
Ze ontdekten dat voor alle drie de dranken die ze bestudeerden, koolstofdioxide langzamer en minder intens uit de oplossing knalde en bruiste dan in zuiver seltzerwater - maar om verschillende redenen.
In een koolzuurhoudende drank lossen volgens de krant kleine klontjes CO2 op in het water, net als de suiker in een cola. Maar die klontjes CO2 lossen niet erg goed op, en zodra de drank wordt blootgesteld aan open lucht, beginnen ze als bellen uit de oplossing te barsten, stijgen naar de oppervlakte en verdwijnen in de atmosfeer..
Dat proces gebeurt niet allemaal tegelijk, ontdekten de onderzoekers. Dit komt omdat water stroperig is - de H2O-moleculen hechten aan elkaar met geladen verbindingen tussen hun kleine Mickey-Mouse-oor-waterstofatomen en grote zuurstofatomen - dus de CO2 moet zijn weg vinden door dat rooster om te ontsnappen.
Vreemd genoeg verminderen zowel de alcohol in champagne als de suiker in de cola het totale aantal waterstofbruggen tussen de watermoleculen, waardoor het aantal verbindingen dat de CO2 op zijn plaats houdt, wordt verminderd. En toch geven beide nog steeds langzamer CO2 vrij dan zuiver water. (Het zout in sodawater verhoogt het aantal waterstofbruggen, dus het is logisch dat het beter vasthoudt aan CO2.)
Dus waarom houden champagne en cola ongeveer net zo stevig vast aan CO2 als sodawater, ondanks dat ze minder waterstofbruggen hebben??
De onderzoekers toonden aan dat suiker en alcohol eigenlijk de hele vorm van het water om hen heen veranderen. Zelfs als de waterstof zich bindt aan watermoleculen, waardoor ze niet aan elkaar hechten, zorgen ze ervoor dat die moleculen dichter naar elkaar toe persen - dichter rond al dat opgeloste CO2 verpletteren en het effectief op zijn plaats houden, zelfs zonder waterstofbruggen, de onderzoekers uitgelegd.
Dit soort modellering is belangrijk, schreven de onderzoekers, omdat het helpt bij het beantwoorden van fundamentele vragen over de fysica en smaak van koolzuurhoudende dranken op manieren die erg moeilijk te bereiken zijn met directe experimenten. Omdat CO2 zo snel en gemakkelijk oplost in al deze dranken, van champagne tot seltzer, zijn metingen van de variaties daartussen moeilijk te maken, maar ze maken een groot verschil in de smaken van de dranken.