Почему раствор углекислого газа окрашивает лакмус в красный цвет? Почему при длительном хранении этого раствора лакмус снова приобретает фиолетовую окраску?

Раствор углекислого газа в воде имеет кислую реакцию, потому что часть растворённого CO₂ взаимодействует с водой и образует слабую угольную кислоту:

Угольная кислота частично распадается на ионы:

Появление ионов водорода $\mathrm{H^+}$ делает среду кислой. В кислой среде лакмус окрашивается в красный цвет.

При длительном хранении раствора, особенно в открытом сосуде, углекислый газ постепенно выделяется из воды в воздух. Равновесие смещается: угольной кислоты становится всё меньше, уменьшается и количество ионов водорода. Раствор теряет кислую реакцию и приближается к нейтральной.

В нейтральной среде лакмус имеет фиолетовую окраску, поэтому со временем он снова становится фиолетовым.