1L 的可樂在完全放氣後，體積會不會減少？

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這個問題恰好可以談談水作為溶劑的特殊性。

純水最為著名的反常性質就是其固態（冰）密度低於液態的密度，其原因就是液態中的水分子大部分能夠自由運動，而冰中的水分子能夠通過兩個質子和兩個孤對電子形成合共四個氫鍵，拓展成三維有序晶體網路，其晶體結構類似於金剛石，所以分子間間隙增加，密度減小。如下圖所示:

那麼，水中是否存在類似冰那樣的三維結構呢？是的，的確存在。在液態中的局部區域，一部分水分子同樣能夠形成與冰類似的三維結構，但是當溫度高於0攝氏度時，分子的熱運動能夠有效地破壞這種有序結構。所以類似的結構在液態水中處於不斷產生和消失的平衡狀態。

當像CO2這樣的非極性小分子進入純水中，它們和水分子只存在范德華力和偶極-偶極相互作用，而水分子之間卻存在范德華力，偶極-偶極相互作用和氫鍵相互作用，所以水分子之間相互接觸的能量明顯比水分子和非極性小分子相互接觸的能量更低。但是假如水分子完全不溶解非極性小分子，任由其在水中團聚在一起，那麼熵值又會比較小（無法擴散）。根據赫姆霍茲自由能公式：F=U-TS，體系既要想辦法降低內能U值（保持水分子間的氫鍵），又要增加熵值（使非極性小分子溶解其中）。此時水分子採用的是一個妥協的辦法，就是形成籠狀物，既能讓非極性小分子溶解在其中，又保持和附近的水分子形成四個氫鍵的結構[1]。高中化學中就提到過水合甲烷，就是這類籠狀物。如下圖所示：

上面一直在說非極性小分子，那麼非極性大分子又如何呢？什麼算小什麼算大呢？Nature有一篇文章探討了這種憎水溶解的機理，其中清晰地區分了非極性小分子和非極性大分子在水中產生的不同效應[2]。其中也沒有明確提到大分子和小分子的區分標準，而只是說到「對於十個碳或以下的分子」，以上提到的非極性小分子溶解機理是適用的。而對於更大的非極性分子，例如蛋白質等，由於水分子已經無法形成足夠大的籠把大分子包裹其中，所以它們處於水中必然會導致氫鍵被打斷，內能升高，此時大分子變有可能團聚起來。詳細的討論可以閱讀這篇文章。

那麼，回到這裡的問題，溶解在水中的CO2全部離開，會對水的體積造成什麼影響呢？從以上分析可以知道，非極性小分子能夠促使周圍的水分子形成籠狀，這種效應令水分子之間的空隙增加，會促使水分子體積增大；但同時小分子促使形成的籠狀結構會改變氫鍵的構型，這種效應令這個區域形成長程有序結構的難度增加，此時水分子體積又會減少。

希望通過計算機來模擬以上溶解過程去驗證也十分困難。正因為水分子在局部能夠通過協調作用產生長程有序的結構，因此，體系中一個水分子位置或者構型的變化，都會對其附近相當範圍內的水分子的位置和距離產生影響，其計算量過於龐大。所以迄今為止，我們的計算機尚不能對純水體系進行模擬，就更不用說再加上非極性小分子溶解其中的條件了。

同樣，希望通過實驗來驗證也十分困難。正如@ruki提到的，擰開瓶蓋涉及到從封閉體系到開放體系的變化。擰開瓶蓋以後，CO2分子和水分子同樣都會揮發，因此根本無法說清楚CO2和溶液體積的減少的因果關係。當然，假如你擰開瓶蓋後發現可樂體積增加（呃...),那麼就很有可能說明CO2的離開會讓水分子體積增加。

所以綜上，就是目前化學工作者羞愧地表示從實驗或者理論角度都很難回答這個關於可樂的艱深問題...

不過，假設可樂用的不是水這麼特殊的溶劑，而是用各種化學工作者更喜聞樂見的，不會形成氫鍵的有機溶劑製作的話（hiahia~），那麼CO2揮發後，因為體系中分子數量減少，可樂的體積減少應該是對的。參考文獻：

[1] Intermolecular and Surface Forces 3nd Ed, Israelachvili J, 2011. P158-165.

[2] Chandler, D. Nature. 417, 491(2002)

關注這個問題很多天了，也看完了各位的爭論。理論上我支持匿名用戶的說法，即實驗在家庭條件下很難做成，即便只需要定性的結果而非定量，因為其中有太多不可控的因素。嚴謹起見，我用了8天時間自己試了試，過程如下：

器材：500 mL可樂一罐，喝掉一半；馬克筆一支。

喝掉一半的原因有二：一是為了容易識別刻度；二是擔心溶液中CO2含量過於多，不容易一次性放完。

迅速擰緊瓶蓋，在剩餘液面的最高處（非凹液面的最低處，原因：深色不透明液體難以觀測）用記號筆標上日期（2012.11.1）

接著將瓶蓋擰開，仍然套在瓶口，以便CO2逸出，同時盡量減少水分的揮發。

8天之後（2012年11月9日），目測大部分CO2已經逸出。為了盡量保證準確性，採取了使用分液漏斗萃取時的標準流程，即：擰緊瓶蓋，上下顛倒並搖晃震蕩數次，打開瓶蓋放出氣體；重複數次後在擰開瓶蓋的過程中已經無法感受到氣體的釋放。

以下是放氣後，劇烈搖晃產生的泡沫（類似於水震蕩產生的泡沫，在數秒後迅速消失），可以看出此時殘留的CO2已經不多：

那麼結果如何呢？很遺憾，我認為沒有結果：

手機拍攝有些不清楚，我用兩條白線標明了8天前作的標記及今日可樂的液面最高處。肉眼可以看出存在輕微的液面下降，但我並不認為這能充分表明可樂存在體積的減少，原因如下：

即使瓶口沒有敞開，8天內仍有一定的水分揮發無法估測；
也可能由於振蕩時一些液體黏著在瓶壁上造成液面下降（就像使用容量瓶的時候）；
由於一直放在冰箱保存，拿出時也沒有完全恢復至室溫，溫差會對液體體積產生一定影響。

題目的糾結之處在於，不僅實驗條件難以控制及實施，理論分析亦是十分困難，因為可樂中存在非常多種類的分子，簡單模型無法充分驗證其變化；同時相關資料相對較為匱乏，難以從互聯網上找到可信證據。我在此建立一個非常簡單的模型嘗試分析，歡迎指正。

可樂的主要成分，除去水及二氧化碳，還有糖及磷酸，咖啡因等[1]。首先需要確定：糖或者酸的添加對於二氧化碳在水中的溶解度是否有影響。

以下為CO2在不同氣壓下在水中的溶解度變化[2][3][4]：

其中最上面一條線為實驗數據，來源於[2]中的paper，作者為Luca Gallo, Giovanna Ferrentino, Diego Barletta, Francesco Donsì, Giovanna Ferrari, Massimo Poletto。義大利人！下面兩條為文獻[3][4]中的數據。這裡的溶解度被定義為：

CO2 solubility (g CO2/100g H2O) in pure water at 40°C

當水中加入蔗糖（glucose）或者malic acid後，對CO2溶解度的影響如下：

大致的趨勢是：當每100g水中加入的蔗糖質量在4g~12g之間時，CO2在水中的溶解度會顯著下降；當水中加入malic acid時，CO2的溶解度幾乎不受影響。更直觀的圖如下：

CO2 solubility (g CO2/100g H2O) for the water – glucose system (a) and the water – malic acid system (b) at different concentrations: ●, 4 g glucose (a), 0.01 g malic acid (b); , 12 g glucose (a), 2.68 g malic acid (b)

左圖是加入蔗糖後的溶解度變化，右圖是加入malic acid的變化。當水-蔗糖-malic acid組成一個三相的溶液時，CO2的溶解度則為：

虛線是在40攝氏度時的實驗結果，實線是在50攝氏度時的實驗結果。實驗中各成分的含量為：12 g of glucose and 0.01 g of malic acid in 100 g of water。

對比可樂（普通可樂）的成分：每100 mL中含有11.2g蔗糖及少量磷酸，大致相等，所以下文均直接採用實驗數據。

現在模型簡化為：在一個含有100g水，12g蔗糖，0.01g磷酸的溶液中混入CO2，求解在條件(a)及條件(b)的情況下，液體的體積是否有差別？

條件(a，模擬未放氣)：封閉系統；CO2處於飽和狀態；系統壓強大於大氣壓。

條件(b，模擬放完氣)：開放系統；CO2處於不飽和狀態；系統壓強等於大氣壓。

控制變數：溫度=40攝氏度（25度的實驗數據暫時找不到，但結果不會有差別）

根據匿名用戶提供的數據，100 g普通可樂在室溫下的體積為90.09 mL[5]。

水的密度會隨溫度變化，忽略溶液中的蔗糖和酸，20攝氏度時水的密度（kg/m3）為998.2；40攝氏度時水的密度為992.2[6]。計算出100 g普通可樂在40攝氏度時的體積為 89.55 mL。

條件（a）：

不同實驗表明，瓶裝碳酸飲料（實驗主要對象為可樂或7-up）中的氣壓並非定值，大約在200 kPa至300 kPa之間搖擺[7][8][9]。

然後我找不到這個體系的體積相點陣圖，所以算不下去了。

哪位找到的話麻煩告訴我一下，萬分感謝！

當然此題還有另外一種考慮角度，即：放氣的過程可以考慮為氣壓降低的過程。在2~3atm降到1atm的過程中，水的體積會增大，所以放過氣後的溶液體積比原來大。這種方法沒有考慮到溶劑的影響，僅作參考。

（說了半天還是什麼都沒說，摔）

Reference：

[1] 可樂的成分：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%AF%E5%8F%A3%E5%8F%AF%E4%B9%90

[2] Solubility of carbon dioxide in ternary and quaternary mixtures of water, CO2, malic acid and glucose: experimental results and phase equilibrium modeling. http://www.aidic.it/icheap9/webpapers/164Gallo.pdf

[3] Wiebe and Gaddy (1940) data; --- PSRK model; ·····, ELECNRTL model; ––, PRWS

model.

[4] Battino R. and Clever H.L., 1965, The solubility of gases in liquids, Chem. Rev., 66,

395-463.

[5]http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/121Adensitycoke.html

[6] density of water: http://www.engineeringtoolbox.com/water-density-specific-weight-d_595.html

[7] Kimmey, R. Pepsi Brooklyn Bottling Center. Fax. 25 May 2000

[8] Murphy, P., E. Klages L. Shore. The Science Explorer: Family Science Experiments from the World"s Favorite Hands-On Museum. 5.

[9] Kieran, Kelly. Re: what is the average pressure in a 12 oz. soda can? Mad Scientist Network. 3 February 2000.

http://www.science-house.org/index.php/component/content/article/142-how-much-carbon-dioxide-is-in-a-bottle-of-soda

鏈接里是一種測定454ml 可樂裡面有多少二氧化碳的一種方法，得到的結果是大概接近2.5g，讓我們先來假設1L的可樂裡面含有5g二氧化碳；

http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/121Adensitycoke.html

這個鏈接是可樂的密度，我們選普通的可樂好了，因為含糖，所以密度稍大於水，大概是1.11g/ml; 那麼1L可樂的重量大概是1100g, 再加上1L可樂瓶的直徑大約10cm, 我不覺的液體的體積變化肉眼能夠精準判斷哎，這個實驗細想起來也是蠻難以在家裡實施的。

做實驗的大鍋們，你們換成形變不明顯的玻璃容器吧，塑料瓶一放氣必然瓶徑就小了

這個問題與二氧化碳氣體分子和水分子的原子之間的吸引力與排斥力有關，在不知道確切數據之前答案是不肯定的，可能減少，可能不變甚至可能增大，建議去詢問專業是高等化學的同學，他們應該知道具體數據

直接放氣很慢的，而且要考慮放氣的長時間內水分的蒸發，那直接向水中注入二氧化碳呢？會不會簡單很多，而且可以增加液體氣體體積，使用更細的容器，使結果更明顯。製取二氧化碳在廚房就能做到吧，溶解起來也不難。第一次答題，求輕噴，求動手黨實踐。

分子數減少了，體積肯定減小，況且二氧化碳分子比水分子還大。

還有一個因素要考慮，保壓可樂內，因為漲落，會有肉眼不可見微小氣泡生成，而後因為表面張力形成的巨大壓力而消失，成為動態平衡，佔一定體積。

哦？激起了我的興趣，決定明天真正做個實驗試試。上實驗室圖。

江嘉鍵答案很好。

但是額外還有一點，可樂中是存在氣泡的。這部分非水溶狀態的二氧化碳雖然比例不高，但是在增加體積方面也是功不可沒的。

實驗方面，沒有仔細想，除了直接弄個容量瓶利用細頸觀測體積變化，直覺來說直接用密度計觀測可樂逐漸失氣過程中的密度變化也許也可以定性。

汽水中氣體大概在5體積左右。一升可樂對應5升氣體，參考標準狀態的22.4和分子量44，大概是10克二氧化碳每升。

通過觀測密度變化，最後再補足損失的質量，通過質量與密度關係求體積變化。

主要還是討厭在可樂不含氣的密度實在不好測，有無氣體狀態下的密度就好了。。。

既然單純地放氣會涉及水蒸發的問題，那麼反過來，先凍成冰再化掉怎麼樣。

往一桶沙子裡面倒水，然後等水蒸發以後，沙子的體積減少了么？

理論上這種體積變化微乎其微之微乎其微，氣體溶解到液體里，佔據的是水分子之間的間隙，並不會宏觀上影響水的體積。體積變化最多也就是分子間的作用力起的作用。

有位答主說很難設計實驗，那麼我就來設計一個實驗。

在密閉環境下對水和二氧化碳加壓直到氣體消失，觀察液面變化。

高贊回答的實驗精神是值得肯定的。然而得出的結果和實驗本身是沒什麼關係的。其實換一思路就可簡單解決。

思路為，體積等於密度除以質量。所以只要測量可樂和完全去碳可樂的密度質量即可。由於密度為常量。並不需要在意可樂本身的損失大大提高了實驗精度。

首先測量完全可樂密度，易得。

第二測量去碳可樂密度，使用蒸餾法可得。取可樂蒸餾，吸附所有揮發氣體，得無碳母液和揮發水質量，蒸餾水補償。測密度。得去碳可樂密度。

第三，測量定量（例如一升）可樂碳含量。一樣蒸餾。吸附所有二氧化碳。得二氧化碳質量。

第四，計算，已知一升可樂質量，一升可樂二氧化碳質量。可樂密度，去碳可樂密度。一升去碳可樂體積為，一升可樂質量減去二氧化碳質量除以去碳可樂密度。

完畢。此法可以忽略糖和磷酸等其他物質的影響。難點為，完全收集揮發物質。而專業實驗室相對容易實現。蒸餾法相對完備。

由於體積變化相對很少，估計需要大量可樂才能有可觀測效果。去碳是一個較難的過程.

看了上面很多的討論，我認為最關鍵的還是對問題方向的把握。這個問題的題目本身只是一個生活化的提法，如果要用專業模型來解釋，首先要抽取成一個科學問題。

提問者的問題是「1L可樂放完氣體，體積會不會減少？」我們的生活經驗告訴我們，沒有打開的可樂其系統壓強高於一個大氣壓，我們暫且稱其為可樂壓；放完氣體後我們不妨認為其壓強為一個大氣壓。而且我們認為系統穩定時，均為室溫。那麼這個問題可以抽取成：室溫條件下，1L處於可樂壓的可樂，在完全釋放掉其所含氣體分子後，系統在一個大氣壓下體積會不會減少？

這個問題如果採取實驗解決，我想可以用逆向思維的辦法。我們假設可樂所含氣體分子全部為CO_2分子，而且可樂的配料表我們可以拿到，也可以計算出1L可樂所含CO_2分子體積,假設為N。在真空實驗室，室溫條件下，我們將除去CO_2分子以外的成分完全混合，穩定後放入帶有活塞的容器中，將活塞壓調至一個大氣壓，然後向其中注入N體積CO_2氣體，將活塞壓調至可樂壓，內外平衡之後，看活塞位置是否移動，即可分辨是否有體積變化。

順便說，以前來知乎習慣了看評論不發言，看得多了，發現了一個規律，回答字數越多的答案，獲得的贊同票也會越多。不知道投贊同票的人是真的認同還是認為成片大論就是有理有據，邏輯清晰，論證嚴密，就是好的？

個人拙見，歡迎來拍。

我不知道科學不科學，但有一個很奇怪的現象。

大約是199X年，我突發奇想，把一咖啡杯可樂放入了冰箱的速凍室，一天以後得到的是大約體積為1/5的一片冰。

但我在201X年重複做這個事情時，一杯可樂換來了一杯冰塊...

198X年一聽進口可樂搖一會兒可以一口氣噴掉一半，液柱可以噴到2米多高；國產可樂雖然持續噴發時間短，但液柱也可以噴到一米多。200X年一聽可樂搖一會兒，只能噴發出幾厘米，一下子就完了。

是不是不同時期的可樂的汽的成分或者配比也是不一樣的呢？

※ ※ ※ ※我是華麗麗的分割線 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※

首先我想說題主所謂的「完全放氣」是沒有辦法實現的....我怎麼可能完全放棄嘛真是...嘻嘻...正經點正經點

下面根據本山東考生的高考化學涵養來作個解讀...但求不噴(^_^)

分析可樂首先就要關注可樂的成分此處應該上圖的..待我去買個可樂給你們上個圖耗點流量噻嘻嘻我這麼可愛怎麼忍心讓你們耗流量呢是不是可是為了科學的嚴謹（嚴肅臉）我必須要上圖！！！（大義凜然臉）

對於可樂中氣體既存在物理溶解又存在化學溶解物理溶解嘛就是氣體分子間距＜液體分子間距所以調皮的小氣體君就溜到液體中去啦比如什麼氧氣君二氧化碳君三氧化碳五氧八氧十二氧化碳abalabalabalala 嘿嘿總之就是具有溶解性的氣體或多或少都會出現在可樂里啦

至於化學溶解就是氣體可能與可樂中的某些成分發生了反應據我所知二氧化碳與水的反應最具代表性所以接下來的分析也會根據我最拿手的H2CO3&>=我是可愛的可逆號=&

既然用了首先，這裡就要用其次了對不對，那好其次！其次！其次！本寶寶要開始分析了！你萌不要怕怕哦寶寶老師可是很和藹可親的呢 (&>﹏&<)

對於物理溶解部分的氣體在一定壓強一定溫度下是可以實現完全放氣的個人觀點認為i在氣體分子撤出液體分子間隙後分子間作用力減小氣體分子間距減小液體體積減小

對於化學溶解的氣體使之放氣的方法無外乎促進可逆反應的正向進行雖然不能百分之百實現但也能做到H2CO3儘可能的轉化為H2O和CO2 放氣之後顯而易見一個蘋果被分成了果核和果肉果核被拿走了你說剩下的是不是比原來的要體積減小呢額呵呵呵呵呵

所以呢我的觀點是只要放氣就會體積減小但是不會出現完全放氣的情況額(⊙o⊙)…

希望對題主有幫助希望廣大答友輕噴

人家只是個孩子

以上。

轉載要私信我哦不會收你版權費可是還是要讓我知道一聲呢就醬實名首答好開心啊哈哈哈哈

可樂放氣的過程不就是碳酸分解的過程嗎？H2CO3==H2O+CO2↑所以就是每當1摩爾的碳酸分解就會產生1摩爾的水留下，1摩爾的二氧化碳排出。所以體積是不變的。

定性的回答其體積應該是會減小的、個人感覺可以參照偏摩爾量（體積）那部分的內容進行學習、至於定量的描述個人覺得沒必要、可樂除了好喝實在想不到其它宏觀意義了=_=

雖然不是完全懂。。。

1.估算一下，20℃時每100體積水可溶88體積二氧化碳，按1:1000看，88單位CO2按水分子間隔排列，大致為0.088，500ml的可樂粗算下會改變0.44ml體積，當然是很粗很粗的估算。大概看了下，這個實驗本身就很有問題，水汽揮發量和掛壁量任何一個就很可能與理論體積變化相當，甚至更大。實際上即使在實驗室去測算1mm^3的變化也相當困難。

2.考慮到CO2分子溶入水後單分子體積變化，個人覺得理論性的去研究是CO2分子更大還是H2O分子更大會實際些。