探索科學文理補習班（啟發探索 專業科學）

看到彈珠汽水爆炸傷人的新聞，同時想到近年來多次研究有成的乾冰汽水。因此藉由此題，談談兩個同為自製的「汽水」，其背後是否安全？如何自製？以及相關的科學原理？

「彈珠汽水」主要以檸檬酸和碳酸氫鈉化合後，所產生的二氧化碳來做為汽水中的「氣」。若其中再加入糖、香料等物質，則可自製成汽水。

化學反應式：

2C₆H₈O₇ ＋ 3NaHCO₃ → C₆H₅Na₃O₇ ＋ 3CO₂ ＋ 3H₂O

由計算莫耳濃度的計算可知（國二下自然第一章），若以19.2克的檸檬酸（C₆H₈O₇）和15.2克碳酸氫鈉（NaHCO₃）混合，可以製得13.2克的二氧化碳（CO₂）。

「乾冰汽水」不需化學反應，因為乾冰就是二氧化碳，它是-79⁰C之下凝固的二氧化碳固體。因此只要將乾冰加入糖水中，就可製得汽水。也許很多人也有過經驗，就是園遊會中冒著白煙與泡泡的乾冰汽水，但是喝起來一點「氣」也沒有，又是原因為何呢？

由於二氧化碳在常溫常壓下，溶解於水中的溶解度很差，因此任其昇華變成氣體的情況下，實質溶解於水中的量是非常少的，所以此種作法的乾冰汽水是喝不到有「氣」的。

若是將乾冰放入密閉的寶特瓶中，由於昇華的二氧化碳將瓶內的壓力大大的提升，提高了二氧化碳在水中的溶解度（國二上自然第二章），以此製得的汽水才喝得到「氣」。又因為氣體在低溫下的溶解度較佳，因此以冰水或放在冰箱製得的乾冰汽水，汽水中的含氣（二氧化碳）量會更多（國二上自然第二章），所以喝起來會更嗆更辣。

以下提供二氧化碳在不同的溫度下，在100克的水中其溶解量為何，從中即可發現溫度對於氣體的溶解量其影響是蠻大的。

溫度        0⁰C         10⁰C         20⁰C          60⁰C

體積（公升）   0.1713     0.1194       0.0878       0.0359

註：二氧化碳的密度為0.00198cm³/g

在得知了以上的學理，那麼要準備多少的水、多少的乾冰、多大的瓶子等等問題，其實才是重點。因為太多的乾冰，昇華後的氣體若在寶特瓶內產生壓力太大，有可能將瓶子炸開，到時候美味的乾冰汽水，變成了汽水炸彈，這下子冰箱或家裡，可有得刷洗一番了！

探索科學 2016/10/26