Sprudelwasser enthält gelöstes Kohlendioxid, kurz CO₂. In der geschlossenen Flasche steht dieses Gas über dem Wasser unter erhöhtem Druck. Beim Öffnen sinkt der CO₂-Druck. Nun kann überschüssiges gelöstes CO₂ entweichen, unter anderem in aufsteigenden Blasen.
Eine ruhige, geschlossene Sprudelflasche kann fast blasenfrei aussehen. Trotzdem steckt Gas im Wasser. Sichtbar wird es, wenn sich viele Moleküle in einer Blase sammeln.
Gas kann sich in Wasser lösen
Gelöstes CO₂ besteht aus einzelnen Molekülen, die zwischen Wassermolekülen verteilt sind. Diese Moleküle sind viel zu klein, um sie zu sehen. Sie sind keine winzigen fertigen Gasblasen.
Bei der Herstellung wird Wasser mit CO₂ unter Druck versetzt. Bei gleicher Temperatur kann bei höherem CO₂-Druck mehr davon gelöst bleiben. Genauer zählt der Druckanteil des Kohlendioxids über dem Wasser: der CO₂-Teildruck.
Öffnen verändert den CO₂-Druck
Beim langsamen Aufdrehen entweicht zuerst Gas aus dem Raum über dem Wasser. Das hörst du als Zischen. Die Umgebungsluft enthält nur wenig CO₂; sein Druckanteil ist viel kleiner als in der verschlossenen Sprudelflasche.
Direkt nach dem Öffnen enthält das Wasser noch mehr gelöstes CO₂, als unter diesen neuen Bedingungen auf Dauer gelöst bleiben kann. Eine Zeit lang verlässt deshalb mehr CO₂ das Wasser, als hineingelangt. Ein Teil entweicht über die Wasseroberfläche, ein Teil über Blasen.
An kleinen Stellen wachsen Blasen
Winzige Unebenheiten oder Fasern an der Gefäßwand können kleine Gasmengen festhalten. Dort kann gelöstes CO₂ in eine Gasblase übertreten und sie wachsen lassen. Solche Startstellen heißen Keimbildungsstellen.
Eine Blase enthält sehr viele Gasmoleküle. Wird sie groß genug, kann sie sich lösen und durch Auftrieb nach oben steigen. An derselben Stelle können weitere Blasen folgen. Die sichtbaren Blasen bestehen vor allem aus CO₂; das Wasser muss dafür nicht kochen.
Mit der Zeit wird das Wasser weniger spritzig
Steht das Wasser offen, nimmt die Menge an gelöstem CO₂ ab. Das Sprudeln kann nachlassen. Wie schnell das geht, hängt unter anderem von Temperatur, Bewegung und Gefäßoberfläche ab.
Bei gleichem CO₂-Druck kann kaltes Wasser mehr CO₂ gelöst halten als warmes. Auch Wasser, das kaum noch sprudelt, kann noch gelöstes Gas enthalten. Allein die Blasenzahl verrät deshalb nicht die gesamte Gasmenge.
Zwei offene Becher beobachten
- Stelle zwei gleiche, saubere, durchsichtige Kunststoffbecher auf ein Tablett. Beschrifte sie mit „still“ und „Sprudel“. Verwende stilles Wasser und frisches, ungesüßtes Sprudelwasser bei möglichst gleicher Temperatur. Eine erwachsene Person öffnet die ungeschüttelte Sprudelflasche langsam und aufrecht, vom Gesicht weg.
- Gieße in jeden Becher gleich viel Wasser, etwa 100 ml und höchstens bis zur Hälfte. Lass beide offen nebeneinander stehen. Beobachte sofort für 30 Sekunden von der Seite: Wo beginnen Blasen, und steigen sie auf? Beim Eingießen können auch im stillen Wasser kurz Luftblasen entstehen.
- Beobachte nach fünf und zehn Minuten jeweils wieder 30 Sekunden, ohne umzurühren. Notiere „keine“, „wenige“ oder „viele“ aufsteigende Blasen und zeichne ihre Startstellen. Halte auch unveränderte Ergebnisse fest. Das ist ein Beobachtungsvergleich, keine Messung der gesamten CO₂-Menge; mit dem Auge allein bestimmst du die Gasart nicht.
Lass dir beim Öffnen und Eingießen helfen. Verwende nur Trinkwasser, halte die Becher offen, erhitze nichts und gib nichts dazu. Trinke die Versuchsproben nicht. Wische verschüttetes Wasser auf.
Zum Mitnehmen
Unter erhöhtem CO₂-Druck bleibt mehr Kohlendioxid im Wasser gelöst. Nach dem Öffnen kann es entweichen. Sichtbare Blasen enthalten viele Moleküle; vorher waren diese im Wasser einzeln verteilt.
Woher kommt das Gas der Sprudelblasen hauptsächlich?
Quellen & Weiterlesen
American Chemical Society · Can Gases Dissolve in Water? (Lesson 5.8) ↗OpenStax / Rice University · Chemistry 2e: Solubility ↗OpenStax / Rice University · Chemistry 2e: Shifting Equilibria — Equilibrium and Soft Drinks ↗American Chemical Society · The Secret Science of Soda Pop ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
