Cosa succede quando apriamo una bottiglietta d’acqua frizzante come quella del video sotto?

La risposta va ricercata nella legge di Henry

L’acqua frizzante è acqua potabile a cui è stata addizionata anidride carbonica. La legge di Henry afferma che esiste un equilibrio tra la CO₂ presente nel collo della bottiglia in fase aeriforme e quella disciolta nell’acqua (Figura 1).

Figura 1 – Bottiglietta d’acqua frizzante con rappresentazione dell’equilibrio dell’anidride carbonica tra la fase liquida e quella aeriforme

Quando la bottiglietta viene mantenuta chiusa, una certa quantità di CO₂ lascia il liquido e si va a posizionare nello spazio di testa dove è presente dell’aria. Questo processo continuerà fintanto che non si raggiunge un equilibrio tra l’anidride carbonica nel collo della bottiglia e quella disciolta nell’acqua. La pressione al di sopra della superficie del liquido è superiore rispetto a quella atmosferica e questo favorisce la solubilizzazione dell’anidride carbonica. Ricordiamo che la legge di Henry ci mostra come la solubilizzazione di un gas sia favorita a pressioni maggiori.

Non appena apriamo il tappo si assiste a un repentino abbassamento della pressione che ha come conseguenza il fenomeno dell’effervescenza, ovvero il rapido sviluppo nel liquido di piccole bollicine gassose che risalgono verso l’alto.

Se richiudiamo il tappo assisteremo al ripetersi dell’intero processo con l’anidride carbonica rimasta disciolta nell’acqua che riandrà a occupare lo spazio di testo fino al raggiungimento di un nuovo equilibrio. Questa volta, in virtù di una minore quantità di anidride carbonica rimasta, la pressione sul collo della bottiglia sarà minore e alla successiva stappatura l’effervescenza sarà meno evidente.

I cicli successivi d’effervescenza diventeranno via via meno intensi, sfavoriti anche dall’abbassamento del livello del liquido (nel caso bevessimo l’acqua) che aumenterà lo spazio di testa, riducendo la pressione esercitata dal gas al di sopra della superficie libera. 

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