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炭酸水を飲んだときのシュワシュワ感
炭酸水を飲んだ時に、はじけた感覚というか、舌を刺激する感覚というのは、 水溶液が舌により加温されたために、二酸化炭素の溶解度が減り、溶けていられなくなった二酸化炭素が気泡となって舌を刺激する と考えたのですが、合っていますか。
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合っていると思いますよ。 もう一つ、ビールに割り箸を入れると割り箸から泡が出るように、舌の表面の凸凹が泡を出しやすくしていることも考えられますね。 参考ページ見つけたのでどうぞ。下の方にあります。
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No.4です。もう回答の必要もないと思いましたが、最後が「～か。」で終わっているので（笑）一応補足(?)します。 まったくもって、その通りだと思います。
お礼
ありがとうございます。 舌の凹凸というのが、どのくらいの効果があるのかもうちょっと知りたいので(試せればいいのですが温度効果を除去するのが難しいので)、締め切るまでもう少し待ちたいと思います。
補足です。 栓を開ける前は、内部に高い圧力で二酸化炭素が充填されていますので平衡状態のはずであり、過飽和にはなっていない（すなわち「飽和状態」になっている）と思います。 No.3の回答で「過飽和」と書いたのは常圧を想定していたのですが、少々曖昧でした。二酸化炭素を溶かし込む際には「飽和」になっているでしょうし、瓶の中でも「飽和」になっているはずです。 そして、「栓を開けた瞬間に過飽和になる」というのはうまい言い方ですね。その説明の方がよくわかりますね。参りました。（笑） 運搬中は容器が密閉されいて、内部の二酸化炭素の圧力が高い状態になっているから、二酸化炭素が逃げないと言えるでしょう。つまり、栓を開けるまでは基本的に瓶の内部は平衡状態にあり、飽和状態にあるといえるでしょう。 なお、運搬中に温度が上がれば水中の二酸化炭素が気体になり、内部の圧力は上昇するでしょうが、冷やせば二酸化炭素は溶け込むでしょう。 「活性化エネルギー」という言葉は、通常、化学反応について用いられる用語ですので、このような状況で使うのには違和感を感じます。意味合いとしてはよくわかりますし、内容的には妥当な理解だと思います。 ただ、用語の使用法として適当かどうかはわからないという意味です。 補足を読ませてもらって、sak_sakさんは、この現象に関してはすでに正しく理解をしておられるように思いました。
補足
まとめていただき、ありがとうございます。 ビールのうまさが倍増しますね。 支配的な順に並べると ・圧力による溶解度の違い ・舌の断面による気体発生速度の促進 ・温度による溶解度の違い ということになるでしょうか。
No.2です。補足します。 活性化エネルギーと表現が適当かどうかはわかりませんが、過飽和であったものが、外部からの刺激で飽和状態になるということだと思います。 たとえば、過冷却水がちょっとした刺激で凍り始めたり、ミョウバンなどの再結晶の過程で過飽和溶液になり、それが外部からのちょっとした刺激により、結晶の急激な析出が始まったりするのと同じようなものだと思います。 ミョウバンの例では、溶けているミョウバンが固体なので結晶が析出しますが、炭酸水の場合には溶けているのが気体なので、気体が急激に発生するわけです。 炭酸水の製造の過程では、二酸化炭素の過飽和溶液を作り出すために、圧力をかけて無理矢理二酸化炭素を溶かし込みます。
補足
圧力をかけることは知っていました。 圧力をかけて溶かして飽和になって栓を開けた瞬間に過飽和になっている、ということではないのでしょうか。 栓を開ける前(出荷状態)では、瓶内の圧力は高いでしょうが、その圧力において飽和しているのではないでしょうか。 「開栓により平衡がずれたため」という解釈が適切な気もします。出荷時に過飽和だったら運搬中の刺激で気体が発生してしまうのでは? 活性化エネルギーという表現が適切でないかもしれないと思われるのは、化学変化ではなく相変化だからでしょうか。
私もおおむねその通りだと思います。 ただし、そもそもの話として炭酸水は二酸化炭素を無理矢理溶かしているわけですで、二酸化炭素が過飽和になっています。したがって、加温されなくてもかなりの量の泡が出ると思います。 したがって、主要な要因は加温ではなく、No.1のご回答にもある舌の表面の凹凸ではないかと思います。
補足
この疑問を感じたのは、昨日開栓して冷蔵庫に入ったままになってた炭酸水を飲んだ時に「なぜ見かけはシュワシュワしてないのに、口に入れると感じるのだろう」というところからでした。 舌の表面の凹凸により、活性化エネルギーが下がり、反応速度(泡の発生速度)が速くなるという解釈で良いのでしょうか。
補足
参考ページ見てみました。紹介ありがとうございました。 日常生活に関係あることがらをポテンシャル曲線を示していて面白いですね。 でも一つ解決すると、また一つ問題が…(笑)。 舌の凸凹って、どの程度の凸凹が効くんでしょうね。私の家の犬の舌は割とつるつるなんですが、その位のレベルの話なのかな、と疑問に思ってしまいました。 色んな粗度の表面で実験すると面白いかもしれないですね。