น้ำอัดลม^[ก]คือน้ำ ที่มีก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ละลายอยู่ไม่ว่าจะโดยการอัดเข้าไปด้วยแรงดัน หรือเกิดขึ้นจากกระบวนการทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติการอัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดฟองเล็กๆ ทำให้น้ำ มี ลักษณะซ่ารูปแบบที่พบได้ทั่วไป ได้แก่น้ำแร่ ธรรมชาติ ที่ มีฟอง โซดาคลับและน้ำอัดลมที่ผลิตในเชิงพาณิชย์^{[ 1 ]}

โซดาคลับ น้ำแร่ซ่า หรือน้ำซ่าชนิดอื่นๆ มีแร่ธาตุ ที่เติมหรือละลายอยู่ เช่นโพแทสเซียมไบคาร์บอเนตโซเดียมไบคาร์บอเนตโซเดียมซิเตรตหรือโพแทสเซียมซัลเฟต แร่ธาตุเหล่านี้พบได้ตามธรรมชาติในน้ำแร่บางชนิด แต่ก็มักถูกเติมลงในน้ำดื่มที่ผลิตขึ้นเพื่อเลียนแบบรสชาติตามธรรมชาติและลดความเป็นกรดจากการเติมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้เกิดความรู้สึกซ่า น้ำอัดลมชนิดต่างๆ มีจำหน่ายในขวดและกระป๋อง บางชนิดผลิตตามสั่งโดยระบบอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เชิงพาณิชย์ในบาร์และร้านอาหาร หรือทำเองที่บ้านโดยใช้ตลับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 2 ]}

เชื่อกันว่าบุคคลแรกที่เติมอากาศให้กับน้ำด้วยคาร์บอนไดออกไซด์คือวิลเลียม บราวน์ริกก์ในช่วงทศวรรษ 1740 ^{[ 3 ] [ 4 ]}โจเซฟ พรีสต์ลีย์คิดค้นน้ำอัดลมขึ้นเองโดยบังเอิญในปี 1767 เมื่อเขาค้นพบวิธีการเติมคาร์บอนไดออกไซด์ลงในน้ำหลังจากที่แขวนชามน้ำไว้เหนือถังเบียร์ในโรงเบียร์แห่ง หนึ่ง ในลีดส์ ยอร์กเชอร์ [ ^{5 ] เขา}เขียนถึง "ความพึงพอใจที่แปลกประหลาด" ที่เขาพบในการดื่ม และในปี 1772 เขาได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง " การเติมอากาศคงที่ลงในน้ำ " ^{[ 6 ] [ 7 ]}อุปกรณ์ของพรีสต์ลีย์ ซึ่งเกือบจะเหมือนกับที่เฮนรี คาเวนดิช ใช้ เมื่อห้าปีก่อน ซึ่งมีกระเพาะปัสสาวะอยู่ระหว่างเครื่องกำเนิดและถังดูดซับเพื่อควบคุมการไหลของคาร์บอนไดออกไซด์ก็มีอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมายตามมาในไม่ช้า อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งปี 1781 บริษัทที่เชี่ยวชาญในการผลิตน้ำแร่เทียมจึงได้ก่อตั้งขึ้นและเริ่มผลิตน้ำอัดลมในปริมาณมาก โรงงานแห่งแรกสร้างขึ้นโดยโทมัส เฮนรีจากเมืองแมนเชสเตอร์ประเทศอังกฤษ เฮนรีได้เปลี่ยนกระเพาะลมในระบบของพรีสต์ลีย์ด้วยลูกสูบขนาด ใหญ่

แม้ว่าการค้นพบของ Priestley จะนำไปสู่การสร้างอุตสาหกรรมเครื่องดื่มน้ำอัดลม ในที่สุด —ซึ่งเริ่มต้นในปี 1783 เมื่อJohann Jacob Schweppeก่อตั้งSchweppesเพื่อขายน้ำโซดาบรรจุขวด^{[ 8 ]} —แต่เขาไม่ได้รับผลประโยชน์ทางการเงินจากสิ่งประดิษฐ์ของเขา^{[ 5 ]} Priestley ได้รับการยอมรับทางวิทยาศาสตร์เมื่อสภาของราชสมาคม "มีมติให้มอบ เหรียญ Copleyให้แก่ผู้ค้นพบ" ในการประชุมครบรอบของราชสมาคมเมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน 1773 ^{[ 5 ] [ 9 ]}

น้ำอัดลมธรรมชาติและที่ผลิตขึ้นอาจมี โซเดียมคลอ ไรด์ โซเดียมซิเตรตโซเดียมไบคาร์บอเนตโพแทสเซียมไบคาร์บอเนตโพแทสเซียมซิเตรตโพแทสเซียมซัลเฟตหรือไดโซเดียมฟอสเฟตในปริมาณเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ สารเหล่านี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในน้ำแร่แต่ถูกเติมลงในน้ำที่ผลิตในเชิงพาณิชย์เพื่อเลียนแบบรสชาติตามธรรมชาติและชดเชยความเป็นกรดจากการเติมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ซึ่งสร้าง สารละลาย กรดคาร์บอนิกที่มี ค่า pH ต่ำ 5–6 เมื่อละลายในน้ำ) ^{[ 10 ]}

บ่อน้ำบาดาลในสถานที่ต่างๆ เช่นมิฮัลโคโวในเทือกเขาโรโดเปของ บัลแกเรีย เมดซิทลิยาในมาซิโดเนียเหนือและที่โดดเด่นที่สุดคือเซลเตอร์สใน เทือกเขา ทาวนัส ของเยอรมนี ผลิตน้ำแร่ธรรมชาติที่มีฟอง^{[ 11 ]}

โดยตัวมันเอง น้ำอัดลมดูเหมือนจะมีผลกระทบต่อสุขภาพน้อยมากหรือไม่มีเลย^{[ 12 ]}

น้ำอัดลม เช่น คลับโซดาหรือน้ำโซดา ถูกกำหนดไว้ในกฎหมายของสหรัฐอเมริกาว่าเป็นอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการน้อยมากแม้ว่าจะมีการเติม แร่ธาตุ วิตามินหรือสารให้ความหวานเทียม ลงไปก็ตาม ^{[ 13 ]}

น้ำอัดลมดูเหมือนจะไม่มีผลต่อโรคกรดไหลย้อน [ ^{14 ] มี}หลักฐานเบื้องต้นว่าน้ำอัดลมอาจช่วยบรรเทาอาการท้องผูกในผู้ที่เคยเป็น โรค หลอดเลือดสมอง^{[ 15 ]}

ก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ ที่ละลายในน้ำจะก่อให้เกิด กรดคาร์บอนิก( ) ในเล็กน้อย:

เอชโอ(ล) + คาร์บอนไดออกไซด์ (ก.) ⇌ เอชคาร์บอนไดออกไซด์ (aq)

ของกรดคาร์บอนิกประมาณ 0.17% ของCO2 [ ^{19 ]}กรด นี้ทำให้น้ำอัดลมมีรสเปรี้ยวเล็กน้อย^{ระดับ} pHอยู่ระหว่าง 5 ถึง 6 ^{[ 10 ]}ซึ่งอยู่ระหว่างน้ำแอปเปิลและน้ำส้มในแง่ของความเป็นกรด แต่มีความเป็นกรดน้อยกว่ากรดในกระเพาะอาหารมาก ร่างกายมนุษย์ที่ปกติและมีสุขภาพดีจะรักษาสมดุล pH ผ่านภาวะสมดุลกรด-เบสและจะไม่ได้รับผลกระทบในทางลบอย่างมีนัยสำคัญจากการบริโภคน้ำอัดลมธรรมดา^{[ 20 ]}คาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดจะถูกขับออกทางปอดเกลืออัลคาไลน์เช่นโซเดียมไบคาร์บอเนตโพแทสเซียมไบคาร์บอเนตหรือโพแทสเซียมซิเตรตจะทำให้ pH เพิ่มขึ้น

ปริมาณก๊าซที่สามารถละลายในน้ำได้นั้นอธิบายได้ด้วยกฎของเฮนรีสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ^{[ 19 ]}ในกระบวนการคาร์บอนไนเซชัน น้ำจะถูกทำให้เย็นลง โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมควรอยู่เหนือจุดเยือกแข็งเล็กน้อย เพื่อเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่สามารถละลายในน้ำได้สูงสุด ความดันก๊าซที่สูงขึ้นและอุณหภูมิที่ต่ำลงทำให้ก๊าซละลายในของเหลวได้มากขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นหรือความดันลดลง (เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นเมื่อเปิดภาชนะบรรจุน้ำอัดลม) คาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดฟองและระเหยออกจากสารละลาย

ความหนาแน่นของน้ำอัดลมจะมากกว่าน้ำบริสุทธิ์เล็กน้อย ปริมาตรของน้ำอัดลมสามารถคำนวณได้โดยการนำปริมาตรของน้ำมาบวกเพิ่ม 0.8 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อCO2 กรัม^{[ 21 ] [ 22 ]}

เครื่องดื่มแอลกอฮอล์หลายชนิดเช่นเบียร์แชมเปญไซเดอร์และสปริตเซอร์ มี ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติผ่านกระบวนการหมัก ในปี ค.ศ. 1662 คริสโตเฟอร์ เมอร์เร็ตได้สร้าง 'ไวน์สปาร์คลิ่ง' ขึ้น^{[ 23 ]}วิลเลียม บราวน์ริกก์เป็นคนแรกที่ผลิตน้ำอัดลมเทียมในช่วงต้นทศวรรษ ค.ศ. 1740 โดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากเหมือง^{[ 24 ]} ในปี ค.ศ. 1750 กาเบรียล ฟรองซัวส์ เวเนลชาวฝรั่งเศสก็ได้ผลิตน้ำอัดลมเทียมเช่นกัน แม้ว่าเขาจะเข้าใจผิดเกี่ยวกับธรรมชาติของก๊าซที่ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 25 ]}ในปี ค.ศ. 1764 ดร. แมคไบรด์ นักเคมีชาวไอริช ได้เติมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงในน้ำ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดการทดลองเกี่ยวกับการหมักและการเน่าเปื่อย^{[ 26 ] [ 27 ]}ในปี ค.ศ. 1766 เฮนรี คาเวนดิชได้ประดิษฐ์อุปกรณ์เติมอากาศ ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจ ให้ โจเซฟ พรีสต์ลีย์ทำการทดลองเกี่ยวกับน้ำอัดลมด้วยตนเอง^{[ 28 ]}คาเวนดิชก็รับทราบถึงข้อสังเกตของบราวน์ริกก์ในเวลานั้นเช่นกัน และได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการทดลองของเขาเองเกี่ยวกับแหล่งน้ำแร่ใกล้เคียงในช่วงต้นเดือนมกราคมของปีถัดไป^{[ 29 ]}

ในปี ค.ศ. 1767 พรีสต์ลีย์ค้นพบวิธีการเติมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงในน้ำโดยการเทน้ำไปมาเหนือถังเบียร์ที่โรงเบียร์แห่งหนึ่งในเมืองลีดส์ประเทศอังกฤษ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}อากาศที่ปกคลุมเบียร์ที่กำลังหมัก—เรียกว่า 'อากาศคงที่'—เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถฆ่าหนูที่ลอยอยู่ในนั้นได้ พรีสต์ลีย์พบว่าน้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยวิธีนี้มีรสชาติที่น่าพึงพอใจ และเขานำเสนอให้เพื่อนๆ ดื่มเป็นเครื่องดื่มเย็นๆ สดชื่น ในปี ค.ศ. 1772 พรีสต์ลีย์ได้ตีพิมพ์บทความเรื่องการเติมอากาศคงที่ลงในน้ำซึ่งเขาอธิบายถึงการหยด "น้ำมันวิทริออล" ( กรดซัลฟิวริก ) ลงบนชอล์กเพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และกระตุ้นให้ก๊าซละลายลงในชามน้ำที่กำลังกวน^{[ 6 ]}พรีสต์ลีย์กล่าวถึงการประดิษฐ์น้ำที่ผ่านการบำบัดนี้ว่าเป็น "การค้นพบที่มีความสุขที่สุด" ของเขา^{[ 31 ]}

อุปกรณ์ของ Priestley ซึ่งคล้ายคลึงกับอุปกรณ์ที่ Henry Cavendish คิดค้นขึ้นเมื่อห้าปีก่อนหน้านั้น มีถุงลมอยู่ระหว่างเครื่องกำเนิดและถังดูดซับเพื่อควบคุมการไหลของคาร์บอนไดออกไซด์ และในไม่ช้าก็มีอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมายตามมา แต่จนกระทั่งปี 1781 บริษัทที่เชี่ยวชาญในการผลิตน้ำแร่เทียมจึงได้ก่อตั้งขึ้นและเริ่มผลิตน้ำอัดลมในปริมาณมาก โรงงานแห่งแรกสร้างขึ้นโดยThomas Henryแห่งเมืองแมนเชสเตอร์ประเทศอังกฤษ Henry ได้เปลี่ยนถุงลมในระบบของ Priestley ด้วยเครื่องสูบลมขนาดใหญ่^{[ 5 ]} JJ Schweppeได้พัฒนาวิธีการผลิตน้ำแร่อัดลมบรรจุขวดโดยอิงจากการค้นพบของ Priestley และก่อตั้ง บริษัท Schweppesในเจนีวาในปี 1783 Schweppes ถือว่า Priestley เป็น "บิดาแห่งอุตสาหกรรมของเรา" ^{[ 34 ]}ในปี 1792 Schweppe ย้ายไปลอนดอนเพื่อพัฒนาธุรกิจที่นั่น ในปี 1799 Augustine Thwaites ได้ก่อตั้ง Thwaites' Soda Water ในดับลิน บทความ ใน หนังสือพิมพ์ London Globeอ้างว่าบริษัทนี้เป็นบริษัทแรกที่จดสิทธิบัตรและจำหน่าย "โซดาวอเตอร์" ภายใต้ชื่อดังกล่าว บทความระบุว่าในช่วงฤดูร้อนของปี 1777 ในลอนดอน "น้ำอัดลม" (นั่นคือ น้ำที่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์) กำลังขายดี แต่ยังไม่มีการกล่าวถึง "โซดาวอเตอร์" แม้ว่าเครื่องดื่มที่มีฟองชนิดแรกๆ น่าจะทำขึ้นโดยใช้ " ผงโซดา " ที่มีโซเดียมไบคาร์บอเนตและกรดทาร์ทาริก [ ^{35 ] ชื่อ}โซดาวอเตอร์เกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่ามักมีการเติมโซดา ( โซเดียมคาร์บอเนตหรือไบคาร์บอเนต ) เพื่อปรับรสชาติและค่า pH

น้ำอัดลมสมัยใหม่ผลิตโดยการฉีดคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มีแรงดัน เข้าไปในน้ำ^{[ 36 ]}แรงดันจะเพิ่มความสามารถในการละลายและทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ละลาย ได้ มากกว่าที่จะเป็นไปได้ภายใต้แรงดันบรรยากาศปกติเมื่อเปิดขวด แรงดันจะถูกปล่อยออกมา ทำให้ก๊าซออกจากสารละลายและเกิดเป็นฟองอากาศที่เป็นลักษณะเฉพาะ

แหล่งกำเนิดCO2 ในยุคปัจจุบัน มาจากกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างถ่านหินและมีเทนในโรงไฟฟ้า หรือ การ ไอน้ำของมีเทนเพื่อผลิตไฮโดรเจน

นิรุกติศาสตร์

ในสหรัฐอเมริกา น้ำอัดลมธรรมดาโดยทั่วไปเรียกว่าโซดาเนื่องจากมีเกลือโซเดียมเป็นส่วนประกอบ หรือเรียกว่า^เซลต์เซอร์ซึ่งมาจากเมืองเซลเตอร์ส ในเยอรมนี ซึ่งมีชื่อเสียงในเรื่องน้ำพุแร่ [ ^{37 ]}

มีการเติมเกลือโซเดียมลงในน้ำเปล่าทั้งเพื่อเพิ่มรสชาติ (เพื่อเลียนแบบน้ำแร่ ที่มีชื่อเสียง เช่นน้ำแร่ Selters ที่ มี ฟองตามธรรมชาติ น้ำ Vichyและน้ำ Saratoga ) และเพื่อควบคุมความเป็นกรด (เพื่อชดเชยกรดคาร์บอนิก ที่มีค่า pH 5-6 ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำ) ^{[ 10 ]}

• พรีมิกซ์และโพสต์มิกซ์
• โซดาเจิร์ก
• โซเดียมคาร์บอเนต
• น้ำโทนิค
• การปะทุในทะเลสาบน้ำลึก – การปะทุอย่างฉับพลันและรุนแรงของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่ในน้ำ

• สมาคมพรีสต์ลีย์ (เก็บถาวร)
• บทความของ Priestley เรื่อง "การอัดอากาศคงที่ลงในน้ำ"ปี 1772 ( เก็บถาวร ) เผยแพร่บน truetex.com
• บทสัมภาษณ์หนึ่งในพนักงานส่งเครื่องดื่มโซดาคนสุดท้ายของนครนิวยอร์กเก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม 2549 ที่Wayback Machineในส่วนRadio Diaries