Warum wird CO2 Gas unter Druck meistens Kohlensäure genannt obwohl es gar keine Säure ist?
So wie HCL Gas oft Salzsäure genannt wird, obwohl es ebenfalls erst durch das reagieren mit Wasser zu Salzsäure wird, so ähnlich ist es mit dem CO2 Gas. Kohlensäurewasser ist eine sehr schwache Säure, die durch eine chemische Reaktion zwischen CO2 Gas und Wasser entsteht. Das CO2 eine schwache Säure ist, bedeutet dass nur eine kleine Menge von dem CO2 Gas im Wasser tatsächlich mit dem Wasser Chemisch reagiert. Im Sprudelwasser ist das meiste CO2 als Molekülen im Wasser vorhanden, ohne jemals mit dem Wasser zu reagieren.
Weil der CO2 in den Druckbehältern für das beimischen in Wasser normalerweise vorgesehen ist, wird das noch nicht entstandene Produkt schon im Voraus als Ausgangspunkt für die Namensgebung verwendet.
Die Reaktion zwischen CO2 Gas und Wasser sieht folgendes aus:
Kohlendioxid und Wasser -> Kohlensäure - CO2 + H2O -> H2CO3
Oder genauer als Ionen dargestellt:
Kohlendioxid + Wasser -> Säureione + Carbonatione - CO2 + H20 -> H3O+ + HCO3
Beim schütteln von Sprudelwasser verschwindet das CO2 wieder aus dem Getränk.
Lässt man eine Flasche mit Mineralwasser ohne Deckel längere Zeit stehen, entweicht nach längerer Zeit ebenfalls das CO2. Ein Chemischen Reaktion, die in beide Richtungen verlaufen, nennt man ein reversibler Prozess.
CO2 Gas besteht aus lauter kleinen Molekülen. Wiederum besteht ein Molekül aus Atomen. Ein CO2 Molekül besteht aus 1 Kohlenstoffatom (C) und 2 Sauerstoffatome (O), und deswegen CO2. So wie es unzählige Wörter gibt die alle nur mit knapp 30 Buchstaben geschrieben werden können, so gibt es auch unzählige verschiedene Molekülen die alle von knapp 100 Grundstoffen gebaut werden können.
CO2 ist eine der zu Zeit am meisten umdiskutierten Moleküle der Welt. Obwohl das CO2 Molekül an für sich sehr schwer ist, wird Tagtäglich viel CO2 in die Atmosphäre geschleudert. CO2-Gas wird in der Regel als Hauptverursacher für die Globale Erderwärmung verantwortlich gemacht. Jede Kohlensäureverwendung ist im Prinzip ein Beitrag zur globalen Erderwärmung, auch wenn es sich Teilweise nur um kleine Mengen handelt. Noch gibt es keinen Ersatz in vielen Bereichen wo heute CO2 verwendet wird. Damit die Getränkeindustrie nicht zu sehr zum Sündenbock für die globale Erderwärmung wird, muss gleich festgestellt werden, dass es sich hier um verhältnismäßig geringe Mengen handelt. Für die Herstellung von 1 Liter Sprudel wird in einem Wassersprudler ungefähr 8 Gramm Kohlensäure benötigt. Die meisten Autos produzieren pro gefahrenen Kilometer weit mehr als 100 Gramm CO2. Das Aufwärmen von schlecht isolierten Häusern produziert Täglich Tonnen von CO2.
Man kann sich CO2-Gas bei Zimmertemperatur, als eine Sammlung von „kleinen Bällen“ vorstellen, die immer in Bewegung sind. Je höher die Temperatur ist, je schneller bewegen sich diese „kleinen Bällchen“. CO2 Eingeschlossen in einem Kohlensäureflasche/Sodapatrone, übt durch diese Molekülbewegungen einen hohen druck aus. In einem vollen Kohlensäurezylinder ist ein Druck von ungefähr 50 Bar. Dieser Druck ist sehr von der Temperatur abhängig. Wenn meistens gegen direkter Sonneneinstrahlung auf die CO2-Flaschen gewarnt wird, ist es um Überdruck in der Flasche zu vermeiden. Umgekehrt, wenn die Temperatur in eine Kohlensäureflasche auf minus 78,4 Grad Celsius fällt, geht CO2 vom Gasförmigen Zustand in ein Festen Zustand über. Bei schneller Entleerung eine volle CO2-Flasche, entsteht bei uns im Füllbetrieb oft so viel Entspannungskälte, dass die Flasche sich oft nicht auf einmal entleeren lässt. In der Flasche bildet sich Eis, das dann erst auftauen muss, bevor die Flasche ganz geleert werden kann.
CO2 hat eine sehr außergewöhnliche Eigenschaft, die überall eingesetzt wird, und am besten unter dem Begriff „Trockeneis“ zu verstehen ist. Bei -78,4 Grad Celsius geht der Trockeneis direkt vom Festen Zustand in Gas über. Diesen Übergang vom Festen in Gasförmigen Zustand nennt man Sublimation. Bei der Verwendung von Trockeneis zum Kühlen, hat man nach dem auftauen keine lästigen Flüssigkeiten hinterher. Wenn Früchte mit Trockeneis gekühlt Transportiert werden, verwandelt das Trockeneis sich in CO2- Gas um. CO2-gas hat zusätzlich den Vorteil, dass er zur Haltbarkeit beiträgt, und in keiner Weise den Lebensmittel schädigt.