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コーラやビールなどの炭酸飲料を冷凍庫で凍らすとどうなるんでしょうか。
お願いします。

A 回答 (4件)

子供の頃よくサイダーを器にあけて凍らせました。

表面に氷の膜ができ、その下に二酸化炭素の入った空間ができ、その下に残りの液の氷ができました。氷の中の炭酸は抜け気味ですが、少しは残っていたように思います。
ただし、容器ごと凍らせないでください。膨張して容器が壊れます。母がよく冷凍庫でビンビールを破壊してました。
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あくまで研究の為に、専門の実験室で専門家の指導の元行うならいいですが、家庭で興味本位の実験は辞めて下さいね。



容器が膨張して破裂して怪我をする可能性もありますので・・・。

以前、「子どもが、ペットボトルにドライアイスを入れ密閉し炭酸水を作ろうとしていたところ、容器が破裂して大けがをした」というニュースがありました。

ビールビンやアルミ缶では絶対に行わないで下さい。
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 #1ですが、間違えてもビンや缶をそのまま冷凍庫に入れて実験しないように。


 実験するなら、製氷容器等に移して下さい。
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 シャリシャリしたシャーベット状に凍ります。


 市販のカップアイスの「かき氷」は炭酸水を凍らせて作ります。
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Aベストアンサー

やってみればわかる。やったことなくて理論もない(^^)
基本的に温度が低いほうが機体はよく解けますが・・【それは液体の話】
ここ間違えて理論もないでしょう。
水が凍るときには水だけが凍りますので溶存している気体は逃げ出す。
 ・・・冷蔵庫の氷、周囲は透明だけど中芯部は気泡だらけ。
ということは、氷ができ始めると押し出された二酸化炭素が気体として出てくる。
でてきた二酸化炭素の圧力にPETが耐えられるかというと、炭酸用PETボトルの耐圧は6気圧です。二酸化炭素は0℃だと数十気圧まで加圧されると液化しますが、0℃布巾では気体にとどまる。
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 キャップを空けた瞬間に凍ります。
・温度が低く冷却時間が長いと凍ります。容器はパンパンになります。
 蓋を取ると、濃縮された原液状態のシロップが出てきます。

※ギリギリ爆発しないので、時間を色々替えて試してご覧なさい。
 事前に傷がないか良く確認すること

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今年の夏はあまり暑くなかったようですが、炭酸飲料は比較的よく飲みました。
その時に冷蔵庫で冷やすわけですが、通常の水道水と較べて冷えにくい事に気がつき
ました。
それで思い切って冷凍庫で冷やしてみました。2時間ほどですが。
そのくらいの時間ではやはり凍るまでにはいたりません。

しかし、フタを開けると瞬間的とはいわないまでも上のほうからだんだんとシャーベット
状に凍っていくのです。
また、一度冷凍庫から出す時、手を滑らせて床に落としてしまったら、全体がやはり
シャーベット状に瞬間的に凍りました。

この現象は、
○炭酸飲料には炭酸ガスの圧力がかかっているので融点が0℃より低い。
 それを、フタを開けて圧力を開放すると、通常の水と同じ0℃で凍るので、凍り始める。
もしくは
○炭酸飲料が過冷却状態になっていて凍るべきところで凍らずにいるが、なんらかの衝撃、
 フタを開ける、落とすなどで急激に凍り始める
と考えたのですか、正しいでしょうか?

また、通常の水道水と較べて、炭酸飲料が冷え難いのはなぜでしょうか?

因みに、実際に試してみたのは某社のコーラのPETボトルの500ミリリットル入りです。

今年の夏はあまり暑くなかったようですが、炭酸飲料は比較的よく飲みました。
その時に冷蔵庫で冷やすわけですが、通常の水道水と較べて冷えにくい事に気がつき
ました。
それで思い切って冷凍庫で冷やしてみました。2時間ほどですが。
そのくらいの時間ではやはり凍るまでにはいたりません。

しかし、フタを開けると瞬間的とはいわないまでも上のほうからだんだんとシャーベット
状に凍っていくのです。
また、一度冷凍庫から出す時、手を滑らせて床に落としてしまったら、全体がやはり
シャーベット...続きを読む

Aベストアンサー

過冷却です。
炭酸飲料にはたくさんの溶質が溶けていますので
凝固点が降下します。(凍結防止剤、融雪剤などと同じ)
また常温と比較して、冷却すると炭酸ガスは水中から遊離しにくくなります。よってフタを開けた場合、外気に触れた炭酸ガスが遊離したためそれが刺激となり(さらに液体自体も)シャーベットとなったのでは。
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Aベストアンサー

2の回答の炭酸水の凍る現象ですが、
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3、冷凍で内容量が膨張し缶が変形した事で爆発するほどの内圧上昇は開封時には感じませんでした。

尚、ペットボトルのコーラを冷凍してみれば実証出来る事です。
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ごくおおざっぱに言えば、液体というのはおもちゃ箱に積み木をばらばらと放り込んだ状態です。
一方、固体というのは積み木をきちんと並べてしまった状態です。
たいていの積み木は、きちんと並べた方が小さな箱に収まります。
ただし、たとえば、枝が生えたような形の積み木(積み木か?)だとして、ばらばらなときにはどういう状態でもいいけど、並べるときには、ちゃんと、枝と枝をっくっつけて並べないといけないという決まりがあれば、そういう積み木に限っては、きちんと並べると、お互いに枝が突っ張る分、大きな箱が必要になります。
実は、水の分子というのはこういう珍しい特徴を持っています。

もう少し付け加えると、水の分子構造の関係で、液体の状態だと、単にばらばらというよりも、お互いにくっつこうとします。こういうわけで、液体の状態でも、ちょっと体積が減る傾向があります。

そんなわけで、水は凍ると体積が増えるわけです。

Qピンチです!自由研究について

こんにちは!
中学生女子です。今とてもピンチです(T_T)
 今年の自由研究は、「氷の実験」をしました。
内容は、牛乳・水・塩水・砂糖水・炭酸水・オレンジジュースを同じペットボトルに入れて、1時間ごとにどんなふうに固まっていくのか変化を取りました。

 塩・砂糖は、7gいれました。炭酸水は、コーラとかではありません。
 5回実験をおこなってみました。

 炭酸はなかなか固まらず、5時間たった時に急にかたまりました。
牛乳・オレンジジュースは、固まるというよりシャーベット状になってから固まりました。
 水・塩水・砂糖水は、あまりスピードはかわりませんでした。

 結果的には、水→塩水→砂糖水→オレンジジュース→牛乳→炭酸水の順で固まりました。

 これの考察をかかなければいけないのですが、考察を書くのが初めてなのでどんな内容を書けばいいのかわかりません。
 アドバイスでもかまわないので、この実験についての考察を教えて下さい。

 説明不十分なところもありますが、よろしくおねがいします!

Aベストアンサー

とても良い結果が得られたと思います。5回も実験されたという点にはたいへん感心しました。ピンチだと思う必要はありません。
私はこの結果を全て説明できるわけではありませんので、「考察」の進め方として参考程度に聞いて下さい。

水・塩水・砂糖水であまりスピードがかわらなかったという結果について、
7gという量が適切だったかどうか、ということがあると思います。濃度は何%でしょうか。それは飽和溶解度と比べてどうでしょうか。飽和まで溶かして上澄みを使うような方法もあったかも知れません。凍らせたものを常温に戻して溶けている間温度は一定になる筈ですから、その温度を比較するという方法もあると思います。

「シャーベット状」は、その意味を考える必要があります。大きな連続した結晶にはならなかったということです。部分的に凍り、その小さな氷の粒と別の氷の粒との境は凍らなかった、ということになります。凍った部分と凍らなかった部分には何の違いがあったのでしょうか。顕微鏡で氷の粒を観察すると何かがわかるかもしれません。オレンジジュースと牛乳が他のサンプルと違って濁っていることも関係しているかも知れません。

炭酸水の結果は、気体が溶けているということが何かの作用をしたのではないでしょうか。炭酸水を凍らせるとき、容器は密閉したのでしょうか、それとも解放してあったのでしょうか。密閉してあれば凍る時に内圧が変化する筈です。アルミ缶の炭酸飲料を凍らせると缶はどうなるしょうか。これに対して容器が解放してあると何が起きるでしょうか。「5時間たった時に急にかたまった」とのことですが、「急に」という点が特徴的だと感じられますか? 5時間程度解放しておいて気の抜けた炭酸水を凍らせたらどうなるでしょうか。

追加実験をできてもできなくても、次にやってみたいことが挙ってくれば中学生の自由研究としては成功していると思います。
実験結果を全て理論的に説明しようとすると大変です。時間に限りがありますから全ての疑問を解消するような実験ができなくて当然です。結果を自分なりに解釈して、次はこんなことをやってみたい、というような形で考察にまとめれば良いと思います。

とても良い結果が得られたと思います。5回も実験されたという点にはたいへん感心しました。ピンチだと思う必要はありません。
私はこの結果を全て説明できるわけではありませんので、「考察」の進め方として参考程度に聞いて下さい。

水・塩水・砂糖水であまりスピードがかわらなかったという結果について、
7gという量が適切だったかどうか、ということがあると思います。濃度は何%でしょうか。それは飽和溶解度と比べてどうでしょうか。飽和まで溶かして上澄みを使うような方法もあったかも知れません。凍らせ...続きを読む


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