O2 gazının suda çözünmesi fizikselken neden CO2 gazının suda çözünmesi kimyasal?

Oksijen gazı suda çözündüğünde moleküler yapısını koruyup yalnızca zayıf fiziksel etkileşimlerle su moleküllerinin arasına dağılırken, karbondioksit gazının bir kısmı suyla doğrudan tepkimeye girerek yeni kimyasal türler oluşturur. Temel ayrım, ortamda yeni kimyasal bağların kurulup kurulmadığı ve çözeltinin kimyasal bileşiminin değişip değişmediğidir.

Oksijen apolar bir moleküldür. Güçlü polar özellik gösteren suyun içine girdiğinde, iki taraf arasında yalnızca geçici ve zayıf indüklenmiş dipol etkileşimleri kurulur. Oksijen molekülünün kendi kovalent bağları kırılmaz, su molekülleriyle kalıcı yeni bir kovalent bağ da oluşmaz. Oksijen, su moleküllerinin oluşturduğu boşluklarda kimliğini değiştirmeden, sessizce asılı kalır. Suyu kaynattığınızda ya da basıncı düşürdüğünüzde geride hiçbir kimyasal kalıntı veya değişim bırakmadan, girdiği gibi moleküler oksijen olarak uçar gider.

Karbondioksitte ise olay pasif bir karışmadan ibaret değildir. Suya giren karbondioksit moleküllerinin büyük bölümü fiziksel olarak çözünmüş CO2 formunda kalsa da, bir kısmı su molekülleriyle kimyasal reaksiyona girer. Bu etkileşim sonucunda karbonik asit (H2CO3) molekülleri meydana gelir. Karbonik asit de kararlı kalamaz, hızla hidrojen (H+) ve bikarbonat (HCO3-) iyonlarına ayrışır. Suyun pH değerinin anında düşmesi ve ortamın asidik hale gelmesi, bu kimyasal tepkimenin somut delilidir.

Kısacası oksijen suda hiçbir bağını bozmadan misafir gibi dururken, karbondioksit suyun kimyasal yapısına müdahale edip yeni iyonik ve moleküler ürünler türetir. Bu nedenle oksijenin çözünmesi tamamen fiziksel, karbondioksitin çözünmesi ise kimyasal bir süreçtir.