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제목
탄산 음료의 재료 CO2
이름
전용현
등록일
2016-07-18

 탄산음료의 재료 CO2

많은 사람들은 CO2 즉 이산화탄소를 나쁜 것으로만 생각을 한다. 하지만 이산화탄소는 각종 탄산음료를 만들 때 이용된다. 대표적인 탄산음료인 콜라에 녹아 있는 이산화탄소의 양은 약 2.5기압 정도이다. 콜라나 샴페인과 같은 탄산음료를 만들 때에는 이산화탄소가 꼭 필요하다. 음료에 이산화탄소를 주입하면 물과 반응을 하여 탄산이 형성된다. 이산화탄소를 계속 넣어주면, 수용액 내 탄산의 농도가 일정한 값에 도달하게 되고, 이산화탄소는 더 이상 녹지 않는다. 수용액에 있는 탄산과 이산화탄소는 동적 평형상태에 도달한다. 다시 말하자면 동적 평형상태에 도달했다는 것은 우리 눈에는 보이지 않지만 이산화탄소로부터 탄산이 생성되는 속도와 탄산이 이산화탄소와 물로 분해되는 속도가 같아졌다는 의미이다. 만약에 이산화탄소의 압력을 더 높이면 이산화탄소는 더 녹게 되어 탄산의 농도가 증가하고, 반대로 이산화탄소의 압력을 줄이면 음료 중의 탄산이 분해되어 이산화탄소가 나온다. 일정한 시간이 지나면, 음료에 있는 탄산 농도와 이산화탄소 압력의 크기는 처음과 달라지고, 새로운 평형에 도달하게 된다. 평형상태에서 이산화탄소의 압력과 탄산 농도의 비는 일정한 온도와 압력 조건에서 상수(일정)이며, 이 값을 평형상수라고 부른다.

콜라 캔을 따는 순간에 이산화탄소의 압력은 대기압과 같아지면서, 그동안 유지하던 평형이 깨진다. 갑자기 콜라 캔 내부에서 일정하게 유지되던 이산화탄소의 높은 압력이 대기압으로 줄어드는 것이다. 새로운 평형에 도달하기 위해서는 음료 중에 있던 탄산이 분해되어 이산화탄소가 생성되어야만 한다. 그 동안 높은 압력 때문에 참고(?) 녹아 있던 이산화탄소가 한꺼번에 탈출하면서 동시에 아까운(?) 콜라까지 캔 밖으로 밀쳐내는 것이다.

이산화탄소가 발생하는 반응과 관련된 또 다른 변수는 온도이다. 냉장한 콜라 캔을 열면 실온에 있었던 콜라 캔에서 일어나는 콜라의 넘침 현상을 볼 수가 없다. 그 이유는 이산화탄소 역시 다른 기체와 마찬가지로 낮은 온도에서 용해도가 커서 더 많이 녹을 수 있기 때문이다. 차게 보관한 콜라라 할지라도 캔을 열고 나서 곧바로 설탕과 같은 작은 입자를 넣으면 콜라가 넘친다.그것은 설탕 입자를 매개체로 하여 이산화탄소의 생성 반응이 폭발적으로 진행되기 때문이다

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