Rasterelektronenmikroskopische Bilder zeigen die Rauheit von Minz-Mentos (oben und unten links) und Frucht-Mentos (oben und unten rechts), wobei die Skalenbalken Längen von 20 bis 200 Mikrometern darstellen

Die überraschende Reaktion zwischen Diät-Cola und Mentos-Süßigkeiten, die in Tausenden von Jahren berühmt wurde YouTube-Videos, hat endlich eine wissenschaftliche Erklärung. Eine Studie in den USA hat die Hauptfaktoren identifiziert, die die kohlensäurehaltigen Federn aus Cola-Flaschen antreiben: die Rauheit der Süßigkeit und wie schnell sie auf den Flaschenboden fällt.

„Wenn Sie eine Packung Mentos in eine Flasche Diät-Cola fallen lassen, kommt diese riesige Fontäne aus Spray und Diät-Cola-Schaum heraus“, sagt Tonya Coffey, Physikerin an der Appalachian State University in Boone, North Carolina. „Dies war ein gutes Projekt für meine Studenten, weil es immer noch ein Rätsel gab.“

Wenn Minze oder Frucht-Mentos in eine frische Flasche Diät-Cola fallen gelassen werden, schwappt ein Cola-Strahl aus dem Mund der Flasche und kann eine Höhe von 10 Metern erreichen. Es gibt viele Theorien darüber, warum dies geschieht, Einige Blogger spekulieren, dass es sich um eine Säure-Base-Reaktion handelt, da Koks sauer ist.

Experimente in einer Ausgabe des Discovery Channel-Programms Mythbusters aus dem Jahr 2006 schlugen vor, dass die für die Reaktion verantwortlichen Chemikalien Gummi Arabicum und Gelatine in den Süßigkeiten und Koffein, Kaliumbenzoat und Aspartam in der Cola sind. Bisher gab es jedoch keine strengen wissenschaftlichen Studien zur Reaktion.

Kohlensäurehaltige Flüssigkeiten

Um mehr zu erfahren, testeten Coffey und ein Team von Studenten die Reaktionen zwischen Diät-Cola und Fruchtmentos, Minzmentos und verschiedenen Zutaten wie anderen Pfefferminzbonbons, Geschirrspülmittel, Speisesalz und Sand. Sie verglichen auch Reaktionen mit anderen kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten wie koffeinfreien und zuckerhaltigen Colas sowie Sodawasser und Tonic Water.

Alle Reaktionen fanden in einer Flasche statt, die um 10 ° von der Vertikalen abgewinkelt war, und die Fontänentrajektorien wurden auf Video aufgezeichnet. Das Team untersuchte auch die Gesamtmasse, die im Brunnen verloren ging, und den Einfluss der Oberflächenrauhigkeit des Brunnens.

Die Ergebnisse zeigten, dass Diet Coke die spektakulärsten Explosionen entweder mit Frucht- oder Minz-Mentos erzeugte, wobei die Fontänen eine horizontale Entfernung von bis zu 7 Metern zurücklegten.

Aber koffeinfreie Diät-Cola tat genauso gut, was darauf hindeutet, dass Koffein die Reaktion nicht beschleunigt, zumindest auf den normalen Ebenen im Getränk.

Messungen des pH-Wertes des Kokses vor und nach den Experimenten zeigten, dass sich sein Säuregehalt nicht änderte, was die Idee ausschließt, dass eine einfache Säure-Base-Reaktion die Fontänen antreibt.

Stattdessen hängt die Stärke der Strahlen von verschiedenen Faktoren ab, die die Wachstumsrate von Kohlendioxidblasen beeinflussen.

Die rauen, trüben Oberflächen von Mentos fördern das Blasenwachstum, da sie die polaren Anziehungen zwischen Wassermolekülen effizient stören und Blasenwachstumsstellen erzeugen.

Grobe Süßigkeiten

„Wassermoleküle mögen es, neben anderen Wassermolekülen zu sein, also kann im Grunde alles, was Sie in die Soda fallen lassen, die das Netzwerk von Wassermolekülen stört, als Wachstumsort für Blasen dienen“, sagte Coffey New Scientist. „Und wenn Sie raue Süßigkeiten mit einem hohen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben, dann gibt es mehr Orte für die Blasen zu gehen.“

Niedrige Oberflächenspannung hilft auch Blasen schnell wachsen. Messungen zeigten, dass die Oberflächenspannung in Wasser, das den Süßstoff Aspartam enthält, niedriger ist als in zuckerhaltigem Wasser, was erklärt, warum Diät-Cola dramatischere Fontänen erzeugt als zuckerhaltiges Cola.

Ein weiterer Faktor ist, dass die Beschichtungen von Mentos Gummi Arabicum enthalten, ein Tensid, das die Oberflächenspannung in der Flüssigkeit weiter reduziert. Raue Münzstätten ohne das Tensid schufen keine so großen Springbrunnen.

Mentos sind auch ziemlich dicht und sinken schnell ab, wodurch schnell Blasen entstehen, die weitere Blasen säen, wenn sie aufsteigen. Zerquetschte Mentos, die langsamer fielen, schufen winzige Fontänen, die nur etwa 30 Zentimeter zurücklegten.

„Mittelschullehrer bringen ihre Schüler auf das Baseballfeld neben ihrer Schule und machen diese Reaktion, und ihre Schüler lieben es“, sagt Coffey. „Es ist eine großartige Möglichkeit, Studenten für Naturwissenschaften zu begeistern und etwas Neues zu lernen.“