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为什么有碳酸饮料没有硫酸饮料呢?不都是酸吗?

2024-07-02科学

事实上,现在咱们喝的大多数碳酸饮料,已经可以算是磷酸饮料或柠檬酸饮料了。磷酸、硫酸、硝酸,老实说,差不了太多,它们之间的差距远小于它们和碳酸之间的差距。

至于硫酸饮料能不能喝,嗯,很简单,给咱们的磷酸饮料里面加一点硫酸钠,那就可以算是硫酸饮料。只要饮料当中含有氢离子,还有硫酸根离子,那它就是硫酸的溶液。同理,加点硝酸盐是硝酸饮料,加点氯化钠就是盐酸饮料,这有啥的?

所以,归根到底,你就是不懂酸碱反应的基本原理。

碳酸饮料至少有一百多年的历史了,如果把香槟什么的都算上,历史还得再往前推。我们喜欢二氧化碳在口腔中爆开的那种爽感,具体来说无非就是这么个反应:

pCO3 ——> pO + CO2 ↑

初中生都会。

问题在于,碳酸在水里的溶解度实在是不怎么样,即便是加压把二氧化碳打进去,也不过尔尔。

我们知道,碳酸在水里会发生电离反应:

pCO3 ——> H+ + HCO3-

高中学的。

所以,碳酸饮料喝起来才会是酸的。但是因为碳酸本身就是弱酸,溶解度又低,所以,如果只有碳酸,那么这种饮料的酸度,一般也只能在5-6之间。这种碳酸饮料的风味是比较单薄的,要想更好喝,还得在两个维度上下功夫:更甜、更酸。

甜味好办,加糖就行了,但是酸味加什么好呢?

加醋?那不行,味儿太冲了。

加柠檬酸?还不错,现在仍有很多碳酸饮料的配方是采用的柠檬酸。

但是早先年的柠檬酸供应不够稳定,成本非常高,所以磷酸作为一种平替就出现了。

我没有从文献中找到磷酸第一次用在碳酸饮料中的准确时间,不过英文维基给了个说法,是19世纪70年代就已经在美国很流行了,暂且采纳这个说法吧。

从这篇不长的介绍中也可以佐证,磷酸的出现就是奔着模仿柠檬汁去的,连pH值都要调到2-3之间,以接近柠檬汁的酸度。

之所以用磷酸而不用硫酸、硝酸,主要原因在于,虽然磷酸本身的酸性还是挺强的,但在电离出一个氢之后,变成磷酸二氢根,它是个弱酸。

pPO4 ——> H+ + pPO4-

在化学上来讲,它就是天然的pH缓冲剂,即便浓度有点偏差,酸度也不会有太明显的变化。

而且,磷酸盐在身体里面也用得上,像ADP变成ATP的反应,还有DNA的骨架,牙齿跟骨骼里的羟磷灰石,都和磷酸根有关。这下好了,加了磷酸,都能当补剂喝了。

还有额外的好处呢,加了磷酸之后,细菌也不容易生长了。在苯甲酸钠和山梨酸钾还没大范围使用的时候,磷酸二氢钠就是兼具pH调节和防腐的良药。

更关键的一点是,当年这东西是用骨粉加工的,便宜!

所以,咱们就只要用高中的知识想一想,当一个溶液的pH值降低到2-3之间的时候,它的酸度还能是碳酸提供的吗?碳酸电离出来的那点氢离子估计跟水差不多(毕竟水的浓度高多了)。再反过来想一下,当我们在溶液中加入硫酸根、硝酸根的时候,它怎么就不能算是硫酸饮料或者硝酸饮料呢?

多说两句题外话。

也正是因为水溶液中酸度只需要看氢离子浓度的基本原理,碳酸饮料中无论是什么酸,它的腐蚀性都是值得注意的。喝多了碳酸饮料导致骨质疏松的说法呢,倒是不足为惧,想要靠饮料中那点磷酸改变磷和钙的吸收平衡,并不容易发生;但是,对口腔和牙齿的腐蚀作用,这还是要注意的。饮料中的磷酸盐的确能抑制牙釉质里的磷酸根向饮料中迁移,可它抑制不了钙的迁移,该腐蚀还是腐蚀。所以,现在也有不少碳酸饮料产品在调整pH值,让它别那么酸。从个人角度来说,再怎么好喝,也还是要适度。

还有,为什么无气的可乐会那么难喝?因为跑了气之后,那可乐就是磷酸糖水了。形容一下这个感觉吧:磷酸和硫酸都是不挥发的,而且阴离子都没明显的味道,所以稀磷酸和稀硫酸的味道喝起来非常相像。不用作死做实验了,我高中竞赛那会儿就舔过。所以,无气可乐就像是蓄电池电解液加糖之后的风味,人类的味蕾还没法欣赏这种纯粹「酸甜口儿」的美味。