水に溶け込んだＣＯ２はその後どうなるのですか

Question

ペットボトルに水を入れて、そこへＣＯ２を入れ、フタをして振ると水とＣＯ２が混ざり、ペットボトルが凹むという実験例は、ネットで見つけるのですが、その後、ＣＯ２はどうなるのですか？

このような実験で、水と混ざってペットボトルが凹んだ後、放置しとくと、またＣＯ２が水の外へ出てペットボトルが元に戻ることはあるのですか？

ＣＯ２は自転車売り場やペットショップに売ってるので自分でやろうと思えばやれますが、お金をかけたくありません。
私自身、別に実験をやりたいわけではありません。

知識として知りたいだけです。

よろしくお願いします。

CC_T · Accepted Answer

温度・圧力一定のままで保管すれば、凹んだままでしょう。
温度を上げたり圧を下げるとCO2は出やすくなるのですが、同時に水蒸気も出てきますのでご質問の意図とはちょっとずれた現象になると思います。

塩や砂糖を水に沢山入れて掻き混ぜると、溶け後でまた再結晶して出てくる分が僅かにあっても、基本的に水は「砂糖水」の状態のままですよね。それと同じようなもの。

CO2が水に溶解する反応は「振り混ぜる事」が必須ではない反応であり、振り混ぜずともいずれCO2は平衡状態まで溶解が進みます。従って水量が満水状態よりも相当に低い場合、つまり当初のボトル中にCO2の体積がある程度あれば、ペットボトルの凹み分の容積に相当するだけのCO2が水に溶解したままの状態で、ボトル内の系は安定することでしょう。

ORUKA1951 · Answer

＞ペットボトルに水を入れて、そこへＣＯ２を入れ、フタをして振ると水とＣＯ２が混ざり、ペットボトルが凹むという実験例
　水と二酸化炭素を密閉容器中で、まさに----放置しとくと、---どうなるかの実験ですよ。振り混ぜるのは早く結果を得たいからに過ぎません。----それが科学で最も重要な実験・観察です。

　その実験は、「ペットボトルに水と二酸化炭素を入れると二酸化炭素は水に溶けて気相の体積が減る」実験をしたのです。

　実際に試せば、このあたりが完璧に自分の物になる。科学は知識ではなく、仮定して実験や観察を行い、仮定が正しいか誤っているかを検証する方法論です。それによって科学的考え方が身にしていくのです。知識だけじゃ迷信や宗教となんら変わらない。
　逆に、STAP細胞じゃないですが、実験データさえ揃えば、今までの常識を覆せる。だから科学は面白いのです。私は子供のときから、母親に徹底的にそれを教えられました。ちょっとした「なぜ？」と言おうものなら、「なぜだと思う？」「どうしたら確認できる」「じゃやってみよう」と、教科書や雑誌に載っているものから・・。

＞私自身、別に実験をやりたいわけではありません。
　ぜひ試してご覧なさい。
＞ＣＯ２は自転車売り場やペットショップに売ってるので
　深めの皿にロウソクを立てて、コップをかぶせれば蝋が燃えて二酸化炭素ができる。それは水に溶けて・・水面が押し上げられる。
　そのまま、おいておくとこの場合は、水面は下がる。なぜでしょう。考えて、それを説明できる実験を考案してみましょ。

octopoda8 · Answer

No.3です。
温度が上がれば、ボトル内で溶けていない気体の二酸化炭素も膨張しますから、それと見分けるのは難しいでしょうね。
結論としては、温度が変わらなければそのまんま。

octopoda8 · Answer

ペットボトルはへこみますので、内外の圧力差は無いものとして考えましょう。
すると関係するのは温度だけですね。
気体の溶解度は温度が下がると上がり、温度が上がると下がります。
その場所の気圧が一定ならば、温度が上がった時ボトルは少し膨らみ下がった時は少しへこむでしょう。
気体の水に対する溶解度曲線
https://www.rikanenpyo.jp/kaisetsu/buka/buka_012.html

mpascal · Answer

圧力を掛けずに溶け込ましたのであれば、蓋をあけたら目に見える泡にはならず、知らないうちに大気中に拡散するのでしょう。

maiko0318 · Answer

逆に二酸化炭素が溶け込んだ飲み物（サイダーや炭酸系）を
放置すると、二酸化炭素が出てきて、開けた時にしゅっ、と言って出てきます。

水に溶け込んだＣＯ２はその後どうなるのですか

温度・圧力一定のままで保管すれば、凹んだままでしょう。

＞ペットボトルに水を入れて、そこへＣＯ２を入れ、フタをして振ると水とＣＯ２が混ざり、ペットボトルが凹むという実験例

この回答への補足

No.3です。

ペットボトルはへこみますので、内外の圧力差は無いものとして考えましょう。

圧力を掛けずに溶け込ましたのであれば、蓋をあけたら目に見える泡にはならず、知らないうちに大気中に拡散するのでしょう。

逆に二酸化炭素が溶け込んだ飲み物（サイダーや炭酸系）を

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