איך הומצא המשקה המוגז?
הבועות שנמצאות במשקאות התוססים הן בסך הכול פחמן דו-חמצני שהומס במים ומשתחרר באיטיות. מי חשב על זה ראשון, איך הגז מגיע למשקה ומה הקשר למנטוס?
עד לפני שנים לא רבות כל כך, אתרי התיירות הכי מפורסמים בעולם היו מעיינות חמים. למים שנבעו מהם יוחסו תכונות ריפוי ושמירה על הנעורים, ומלכים ורוזנים היו מגיעים לרחוץ במי החיים. הם גם שתו מהם, משום שבזכות המינרלים שהכילו הם נחשבו בריאים וגם היו מאוד טעימים.
המים נבעו מהאדמה לעיתים בנביעה רגילה ולעיתים בנביעה מבעבעת - כלומר היה בהם גז באופן טבעי. זה סקרן מאוד את בני האדם: איך בדיוק ניתן להכניס בועות כאלה לתוך המים?
אותם סקרנים התבוננו בבירה וביין מבעבע (כמו שמפניה), שגם בהם יש בועות גז קטנות, ולא מצאו את התשובה. כי בשני המשקאות האלה הגז הוא אומנם פחמן דו-חמצני, כמו זה שיש במים מינרליים מוגזים, אבל כאן מדובר בתהליך ביולוגי שיוצר אותו – התסיסה של השמרים שאחראים על פירוק הסוכר.
תוצרי הלוואי של התסיסה הזו הם אֶתָנוֹל (שהוא האלכוהול) ופחמן דו-חמצני. בסיום התהליך מוכנס המשקה לבקבוק, והגז שנוצר נשאר במשקה עד שפותחים את הבקבוק.
יש גז במים שלי!
הראשון שזיהה בתחילת המאה ה-17 את קיומו של הפחמן הדו-חמצני היה הכימאי הבֶּלְגִּי יָאן בַּפְּטִיסְט וָן הֶלְמוֹנְט. מי שזיהה את תכונותיו היה הרופא הסקוטי ג'וֹזַף בְּלַאק, שבשנת 1754 חימם חומר שמכיל פחמן וגילה פליטה של גז שהוא כינה "אוויר מקובע" – גז שהוא בעל צפיפות גבוהה יותר מזו של האוויר, שמסוגל לכבות להבות ולהרוג בעלי חיים שנשמו אותו. היום ידוע שזה היה הפחמן הדו-חמצני.
בשנת 1767 יצר הוגה הדעות והמדען האנגלי ג'וֹזַף פְּרִיסְטְלִי את כוס המים התוססים הראשונה אי פעם. השיטה הייתה די מצחיקה: הוא שפך מים מכלי אחד לכלי אחר ליד מכל גדול של בירה מבעבעת. המים "לכדו" מעט פחמן דו-חמצני מהבירה והפכו למוגזים.
עוד ב"גליליאו צעיר": חודש אוגוסט בהיסטוריה
ב-1772 הוא שיפר את המצאתו ופרסם את השיטה החדשה בעָלוֹן שנקרא "הוראות להספגת אוויר מקובע במים", שבו פירט בדיוק רב איך להכין מי סודה. השיטה שלו התבססה על ייצור פחמן דו-חמצני באמצעות תגובה כימית בין חומצה גוֹפְרָתִית וסלע קִרְטוֹן, המשמש עד היום כאחד מסוגי הגיר שעליו כותבים על הלוח.
שנתיים לאחר מכן שיפר ג'ון מרווין נוּת את המכשיר שהמציא פריסטלי להספגת פחמן דו-חמצני במים, ובשנת 1807 רשם הֶנְרִי תוֹמְפְּסוֹן פָּטֶנְט ראשון באנגליה על שיטה להכנת מים תוססים.
עוד שלוש שנים חלפו, ובדרום קרוליינה שבארצות הברית נרשם על ידי צָ'ארְלְס סִימוֹנְס וגִ'ין רָאנְדֶל הפטנט הראשון למתקן להכנת סודה בכמות גדולה.
וההיסטוריה נמשכת: בשנת 1832 ממציא ג'ון מתיוס מכונה משלו לייצור מי סודה באופן תעשייתי, וב-1899 נרשם פטנט חשוב בתחום קרוב: מכונה אוטומטית לייצור בקבוקי זכוכית, היות שלפני כן ניפוח הזכוכית נעשה באופן ידני.
בשנת 1903 הופעלה המכונה לראשונה על ידי הממציא שלה, מָייקְל אוֹוֶנְס מחברת לִיבִּי גְלָאס, ובתוך שנים ספורות עלתה תפוקת ייצור בקבוקי הסודה מכ-1,500 לקרוב ל-60 אלף בקבוקים ביום.
לא תוסס, נמס
אז איך בעצם מייצרים את המשקאות המבעבעים? הרעיון מבוסס על המסה של פחמן דו-חמצני במים בלחץ גבוה. הגז מוחדר אל תוך הנוזל בלחץ של כ-4 בָּר (אטמוספרות), והתמיסה מגיעה למצב שנקרא רוויית יתר, כלומר יש בו יותר פחמן דו-חמצני משהמים יכולים להמס. ברגע שהפקק נפתח, הגז שואף להשוואת לחצים ומשתחרר לאוויר. אלה הבועות שרואים במשקאות התוססים.
תהליך שחרור הגז איטי למדי - לוקח כמה שעות עד שבמשקה לא נותר גז כלל. אבל יש דרך לעשות את זה ממש במהירות: מכירים את ניסוי המנטוס והקולה? למי שלא מכיר, מדובר בסרטון רשת שבו מודגם איך מכניסים לבקבוק קולה כמה סוכריות מנטוס, ואחרי כמה שניות המשקה מתפרץ מהבקבוק בזרם אדיר.
מה שעומד מאחורי הניסוי המשעשע הזה הוא תופעה פיזיקלית שנקראת הִתְגַּרְעְנוּת, שמתרחשת כשחומר משנה מצב צבירה בקלות כשיש מוצק באזור. במקרה הזה הסוכרייה, שמצב הצבירה שלה מוצק, פוגשת את הפחמן הדו-חמצני המומס בקולה – שמייד נצמד אליה והופך חזרה לגז.
בועות הגז משתחררות כשהסוכרייה נמסה ובגלל שהתהליך מהיר נוצרת מזרקה של קולה. אפשר לעשות את הניסוי גם עם משקאות תוססים אחרים, ועם מלח או סוכר במקום מנטוס.
אגב, במי סודה אין סודה כלל – בעבר נהגו להוסיף אבקת סודה לשתייה, שהיא סוג של מלח, למים ובתגובה השתחרר מהמים פחמן דו-חמצני. היום התהליך הוא אחר, ורק השם נשאר.
הכתבה התפרסמה במגזין "גלילאו צעיר" מבית מוטו תקשורת.
לכתבות נוספות של גליליאו צעיר באתר ifeel.
לפנייה לכתב/ת 
