Đồ uống có cồn là thứ không thể thiếu ở mọi quán bar hoặc bữa tiệc tại gia. Tuy nhiên, có lẽ nhiều người chưa bao giờ thực sự nghĩ đến điều này: Tại sao thể tích rượu lại thay đổi khi bạn trộn các nồng độ rượu khác nhau với nhau? Có những nguyên lý hóa học và cơ sở sinh học thú vị đằng sau hiện tượng này mà chúng ta sẽ khám phá sâu hơn dưới đây.
Rượu được đo bằng phần trăm theo thể tích, thường được dán nhãn "cồn theo thể tích" (ABV). Điều này có nghĩa là có bao nhiêu ml rượu nguyên chất trong 100 ml dung dịch. Khi trộn lẫn các nồng độ rượu khác nhau, sự thay đổi thể tích quan sát được không thể giải thích được bằng phép cộng đơn giản. Hiện tượng này được các nhà hóa học gọi là “thể tích mol một phần”.
Khi nước và rượu (chẳng hạn như etanol) được trộn lẫn với nhau, sự tương tác giữa các phân tử sẽ khiến thể tích của hỗn hợp thay đổi.
Cả nước và etanol đều là dung môi phân cực, nghĩa là chúng có khả năng hình thành liên kết hydro. Khi thêm nước vào etanol, các phân tử nước bị hút vào các nhóm hydroxyl của etanol và làm thay đổi môi trường phân cực của nhau. Lực hút này cho phép các phân tử nước và rượu bị nén chặt hơn, khiến tổng thể tích của hỗn hợp trở nên ít hơn mong muốn.
Thí nghiệm cho thấy khi pha rượu và nước ở nồng độ dưới 24% thì thể tích tăng nhẹ, còn pha trên nồng độ này thì thể tích giảm. Điều này là do ở nồng độ cao, lực đẩy giữa các phân tử yếu đi, dẫn đến sự hình thành cấu trúc nhỏ gọn hơn, dẫn đến thể tích tổng thể nhỏ hơn.
Khi trộn các loại rượu có nồng độ khác nhau, cảm giác trực quan thường khó xác minh là tổng thể tích của chất đó không bằng tổng thể tích của các phần của nó.
Các quốc gia khác nhau đều có quy định rõ ràng về tiêu chuẩn nồng độ cồn. Ví dụ, tiêu chuẩn cho bia có độ cồn thấp ở một số quốc gia là 0,5% ABV, trong khi hầu hết các loại bia không cồn bán trên thị trường chỉ khoảng 0,05%. Những tiêu chuẩn này không chỉ ảnh hưởng đến tên tuổi của rượu mà còn ảnh hưởng gián tiếp đến sự lựa chọn của người tiêu dùng.
Nói chung những người khỏe mạnh không thể bị say chỉ bằng cách uống đồ uống có nồng độ cồn thấp. Điều này là do nồng độ rượu thấp có ảnh hưởng tối thiểu đến quá trình trao đổi chất và tốc độ bài tiết chính của cơ thể có nhiều khả năng gây ngộ độc nước hơn là nhiễm độc rượu khi uống một lượng lớn nước.
Nhìn chung, việc trộn rượu và nước tạo ra sự thay đổi về thể tích do những thay đổi tinh vi trong cấu trúc phân tử và phản ứng hóa học. Điều này cũng khiến chúng tôi phải suy nghĩ, khi hiện nay có rất nhiều người lựa chọn đồ uống có cồn thì có mấy ai hiểu được nguyên lý khoa học đằng sau những đồ uống này? Những nguyên tắc này sẽ tác động như thế nào đến văn hóa và lựa chọn uống rượu của chúng ta?
Bạn đã bao giờ nghĩ về những nguyên tắc khoa học này khi uống rượu chưa?