#生活中的化学#
碳酸饮料摇晃以后可以复原吗
ps.默认瓶盖是拧紧了的，以下一切都按封闭体系处理：
Q1.剧烈的摇晃是否会让瓶子炸裂
答案是不会的，PET的瓶身可比想象的要结实的多，根据实验（图2,3,4），至多能承受14个大气压而不破裂。
而实际上5℃下（灌装温度）二氧化碳的平衡压强也就几个大气压。和上限比较，不论用多大的力气都是小打小闹。
而摇晃的剧烈程度决定的只是静止后建立新的平衡时的压强。再次开盖时，若液面平静，则会听到更大的声音；或是随着表层泡沫喷溅一身[doge][doge]。
Q2.静置的可乐为什么看不到气泡
由于可乐的配方包含磷酸和钠离子等组分，导致可乐的表面张力较大。同时在液体表面会形成一个溶质浓度比体相更大的表面相，该部分的表面张力比体相更大，形成一个阻止二氧化碳离开的小隔离层。
气泡若要逸出，需要先形成气泡。气泡受到到了内部气体向外的压力p=nRT/V 以及气液界面的表面张力引起的向内的附加压力Δp=4γ/r。
由于该附加压力在气泡半径小的时候非常大，导致平稳的溶液很难形成气泡，即使形成也难以增大并最终逸出。
溶解的二氧化碳和水发生可逆反应生成碳酸，而碳酸在水中进行一级电离为碳酸氢根，随后碳酸氢根二级电离生成碳酸根。由于可乐中添加了磷酸，pH大约在2~3，导致碳酸的电离被抑制。所以体系内的二氧化碳多以溶解的二氧化碳和碳酸的形式存在。
Q3.当你摇动可乐瓶，发生了什么
你可能发现，在干一大口可乐以后，不管瓶子在盖的时候有多瘪，摇晃或者静置一段时间，瓶子总会变得饱满有弹性。这是为什么呢？
反复摇动瓶子，使得表面相被破坏，隔离层的作用丧失。
液体流动，并且与瓶壁碰撞，湍流引发了大量局部小气泡的形成，气泡开始逸出溶液体系。
在气泡逸出的初期，瓶内气压变化不大。瓶子为塑料瓶，发生一定形变，对外做功损失一部分内能。但最终瓶子到达形变极限，体积几乎不再增大。
逸出后期，pV=nRT，气体相体积不变而二氧化碳物质的量增大，气压开始上升，直到该气压与二氧化碳的蒸汽压平衡。
摇动增加了体系的内能，分子动能升高，发生更多有效碰撞，使得反应速率加快，且溶液中负焓变的反应得到促进。碳酸分子分解为溶解的二氧化碳和水，增大了溶液相中二氧化碳的蒸汽压。
Q4.停止摇晃后的一小段时间发生了什么
人对瓶子做的功转化为化学能，改变了溶液组分，溶液pH升高，总离子浓度有所增大。
由于不继续产生湍流，而且气体无法离开瓶子，液面上部的二氧化碳开始溶解回溶液表面。
一段时间后，表面相重新建立，由于溶液总离子浓度有所增加，Γ=n/A，溶质表面超量增大。
这产生一个比最初更强的阻隔效应，阻止了二氧化碳的在溶液表面的进一步溶解。瓶子的形变维持在较高水平，气相中的二氧化碳含量较摇动前又较大增加。
溶液体相内的二氧化碳含量比最初减少，使得内部更加难以形成气泡。气相中的二氧化碳想要溶解进溶液体相，但是由于表面相的阻隔，速率极低甚至无法进行。
Q5.摇瓶子很爽，但爽完以后如何恢复
二氧化碳在不同温度下的溶解度-压力曲线
你可以选择减低溶液温度来增大二氧化碳溶解度，但是溶液组分和表面现象导致了一些动力学阻碍，溶液无法回复到最初的状态。
比较靠谱的补救方法是放到冰箱里冷却。
摇瓶子很酸爽，但是会牺牲掉口感。所以，还是摇别人的吧[偷笑][偷笑][偷笑]
