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為什麽有碳酸飲料沒有硫酸飲料呢?不都是酸嗎?

2024-07-02科學

事實上,現在咱們喝的大多數碳酸飲料,已經可以算是磷酸飲料或檸檬酸飲料了。磷酸、硫酸、硝酸,老實說,差不了太多,它們之間的差距遠小於它們和碳酸之間的差距。

至於硫酸飲料能不能喝,嗯,很簡單,給咱們的磷酸飲料裏面加一點硫酸鈉,那就可以算是硫酸飲料。只要飲料當中含有氫離子,還有硫酸根離子,那它就是硫酸的溶液。同理,加點硝酸鹽是硝酸飲料,加點氯化鈉就是鹽酸飲料,這有啥的?

所以,歸根到底,你就是不懂酸堿反應的基本原理。

碳酸飲料至少有一百多年的歷史了,如果把香檳什麽的都算上,歷史還得再往前推。我們喜歡二氧化碳在口腔中爆開的那種爽感,具體來說無非就是這麽個反應:

pCO3 ——> pO + CO2 ↑

初中生都會。

問題在於,碳酸在水裏的溶解度實在是不怎麽樣,即便是加壓把二氧化碳打進去,也不過爾爾。

我們知道,碳酸在水裏會發生游離反應:

pCO3 ——> H+ + HCO3-

高中學的。

所以,碳酸飲料喝起來才會是酸的。但是因為碳酸本身就是弱酸,溶解度又低,所以,如果只有碳酸,那麽這種飲料的酸度,一般也只能在5-6之間。這種碳酸飲料的風味是比較單薄的,要想更好喝,還得在兩個維度上下功夫:更甜、更酸。

甜味好辦,加糖就行了,但是酸味加什麽好呢?

加醋?那不行,味兒太沖了。

加檸檬酸?還不錯,現在仍有很多碳酸飲料的配方是采用的檸檬酸。

但是早先年的檸檬酸供應不夠穩定,成本非常高,所以磷酸作為一種平替就出現了。

我沒有從文獻中找到磷酸第一次用在碳酸飲料中的準確時間,不過英文維基給了個說法,是19世紀70年代就已經在美國很流行了,暫且采納這個說法吧。

從這篇不長的介紹中也可以佐證,磷酸的出現就是奔著模仿檸檬汁去的,連pH值都要調到2-3之間,以接近檸檬汁的酸度。

之所以用磷酸而不用硫酸、硝酸,主要原因在於,雖然磷酸本身的酸性還是挺強的,但在游離出一個氫之後,變成磷酸二氫根,它是個弱酸。

pPO4 ——> H+ + pPO4-

在化學上來講,它就是天然的pH緩沖劑,即便濃度有點偏差,酸度也不會有太明顯的變化。

而且,磷酸鹽在身體裏面也用得上,像ADP變成ATP的反應,還有DNA的骨架,牙齒跟骨骼裏的羥磷灰石,都和磷酸根有關。這下好了,加了磷酸,都能當補劑喝了。

還有額外的好處呢,加了磷酸之後,細菌也不容易生長了。在苯甲酸鈉和山梨酸鉀還沒大範圍使用的時候,磷酸二氫鈉就是兼具pH調節和防腐的良藥。

更關鍵的一點是,當年這東西是用骨粉加工的,便宜!

所以,咱們就只要用高中的知識想一想,當一個溶液的pH值降低到2-3之間的時候,它的酸度還能是碳酸提供的嗎?碳酸游離出來的那點氫離子估計跟水差不多(畢竟水的濃度高多了)。再反過來想一下,當我們在溶液中加入硫酸根、硝酸根的時候,它怎麽就不能算是硫酸飲料或者硝酸飲料呢?

多說兩句題外話。

也正是因為水溶液中酸度只需要看氫離子濃度的基本原理,碳酸飲料中無論是什麽酸,它的腐蝕性都是值得註意的。喝多了碳酸飲料導致骨質疏松的說法呢,倒是不足為懼,想要靠飲料中那點磷酸改變磷和鈣的吸收平衡,並不容易發生;但是,對口腔和牙齒的腐蝕作用,這還是要註意的。飲料中的磷酸鹽的確能抑制牙釉質裏的磷酸根向飲料中遷移,可它抑制不了鈣的遷移,該腐蝕還是腐蝕。所以,現在也有不少碳酸飲料產品在調整pH值,讓它別那麽酸。從個人角度來說,再怎麽好喝,也還是要適度。

還有,為什麽無氣的可樂會那麽難喝?因為跑了氣之後,那可樂就是磷酸糖水了。形容一下這個感覺吧:磷酸和硫酸都是不揮發的,而且陰離子都沒明顯的味道,所以稀磷酸和稀硫酸的味道喝起來非常相像。不用作死做實驗了,我高中競賽那會兒就舔過。所以,無氣可樂就像是蓄電池電解液加糖之後的風味,人類的味蕾還沒法欣賞這種純粹「酸甜口兒」的美味。