톡 쏘는 탄산 음료가 담긴 컵에 소금이나 설탕을 한 스푼을 넣으면 순간적으로 수많은 거품이 의로 분출하는 것을 볼 수 있는데, 왜 이런 현상이 발생하는 것인가요?

Question

톡 쏘는 탄산 음료가 담긴 컵에 소금이나 설탕을 한 스푼을 넣으면 순간적으로 수많은 거품이 의로 분출하는 것을 볼 수 있는데, 왜 이런 현상이 발생하는 것인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

탄산음료에 설탕이나 소금을 넣었을 때 거품이 폭발적으로 분출하는 현상은 핵생성 작용, 용해도 감소가 동시에 작용하기 때문입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

탄산음료 속에는 이산화탄소 기체가 압축되어 과포화 상태로 녹아 있는데, 이산화탄소가 기체 방울로 커지려면 가스가 모일 수 있는 미세한 홈이나 거친 표면, 즉 핵생성 자리가 필요합니다. 설탕이나 소금 결정은 눈으로 보기엔 매끄러워 보여도 미시적으로는 표면에 수많은 구멍과 거친 균열을 가지고 있습니다. 가루가 들어가는 순간 수백만 개의 핵생성 자리가 한 번에 생겨나면서 이산화탄소가 기체로 빠르게 변합니다.

또한, 설탕이나 소금이 물에 녹기 시작하면 용해된 입자들이 주변 물 분자를 강하게 끌어당겨 이산화탄소를 붙잡아 둘 물 분자가 부족해지면서 액체 속 이산화탄소의 용해도가 급격히 떨어집니다. 갈 곳을 잃은 이산화탄소 기체가 액체 밖으로 튕겨 나오듯 배출됩니다.

이외에도 가루 입자가 수면을 뚫고 음료 내부로 떨어질 때 미세한 공기 방울들을 함께 끌고 들어갑니다. 액체 내부로 들어간 공기 방울 자체가 이산화탄소가 모여드는 또 다른 씨앗 역할을 하여 기포 형성을 더욱 촉진합니다.