obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego pokazują chropowatość Mentosów miętowych (u góry i u dołu po lewej) i Mentosów owocowych (u góry i u dołu po prawej), paski skali reprezentujące długości od 20 do 200 mikrometrów

zaskakująca reakcja między Diet Coke a słodyczami Mentos, rozsławiona w tysiącach lat temu.filmów z YouTube, wreszcie ma naukowe wyjaśnienie. Badanie w USA zidentyfikowało główne czynniki, które napędzają gazowane pióropusze z butelek koksu: szorstkość słodyczy i szybkość spadania do podstawy butelki.

„jeśli wrzucisz paczkę Mentosów do butelki dietetycznej coli, otrzymasz ogromną fontannę sprayu i pianki dietetycznej coli”, mówi Tonya Coffey, fizyk z Appalachian State University w Boone w Karolinie Północnej. „To był dobry projekt dla moich studentów do studiowania, ponieważ wciąż było w nim coś tajemniczego.”

gdy Mentosy mięty lub owoców są wrzucane do świeżej butelki dietetycznej coli, strumień coli wypływa z ust butelki i może osiągnąć wysokość 10 metrów. Istnieją teorie, dlaczego tak się dzieje, a niektórzy blogerzy spekulują, że jest to reakcja kwasowo-zasadowa, ponieważ koks jest kwaśny.

eksperymenty w wydaniu programu Discovery Channel Z 2006 roku sugerowały, że substancjami odpowiedzialnymi za reakcję są guma arabska i żelatyna w słodyczach oraz kofeina, benzoesan potasu i aspartam w koksie. Ale do tej pory nie przeprowadzono rygorystycznych badań naukowych nad reakcją.

płyny gazowane

aby dowiedzieć się więcej, Coffey i zespół studentów przetestowali reakcje między dietetyczną colą a Mentosami owocowymi, Mentosami miętowymi i różnymi składnikami, takimi jak inne mięty, detergent do mycia naczyń, sól kuchenna i piasek. Porównano również reakcje przy użyciu innych płynów gazowanych, takich jak kofeina i słodkie cola, a także woda gazowana i woda tonizująca.

wszystkie reakcje miały miejsce w butelce pod kątem 10° od pionu, a trajektorie fontanny zostały zarejestrowane na wideo. Zespół badał również całkowitą masę utraconą w fontannie i wpływ chropowatości powierzchni słodkiej.

wyniki wykazały, że Diet Coke stworzył najbardziej spektakularne eksplozje z owocami lub miętą Mentos, fontanny przemierzające poziomą odległość do 7 metrów.

ale kofeina dietetyczna Cola równie dobrze, co sugeruje, że kofeina nie przyspiesza reakcji, przynajmniej na normalnym poziomie w napoju.

pomiary pH koksu przed i po eksperymentach wykazały, że jego kwasowość nie uległa zmianie, wykluczając pomysł, że prosta reakcja kwasowo-zasadowa napędza fontanny.

zamiast tego, wigor dżetów zależy od różnych czynników, które wpływają na tempo wzrostu pęcherzyków dwutlenku węgla.

szorstkie, przyciemnione powierzchnie Mentosów zachęcają do wzrostu pęcherzyków, ponieważ skutecznie zakłócają polarne atrakcje między cząsteczkami wody, tworząc miejsca wzrostu pęcherzyków.

Rough candy

„cząsteczki wody lubią być obok innych cząsteczek wody, więc w zasadzie wszystko, co wpadniesz do sody, która zakłóca sieć cząsteczek wody, może działać jako miejsce wzrostu pęcherzyków”, powiedział Coffey New Scientist. „A jeśli masz szorstkie cukierki o wysokim stosunku powierzchni do objętości, jest więcej miejsc na pęcherzyki.”

Niskie napięcie powierzchniowe pomaga również szybko rosnąć pęcherzykom. Pomiary wykazały, że napięcie powierzchniowe w wodzie zawierającej słodzik aspartam jest niższe niż w słodkiej wodzie, co wyjaśnia, dlaczego dietetyczna Cola tworzy bardziej dramatyczne fontanny niż słodka Cola.

kolejnym czynnikiem jest to, że powłoki Mentos zawierają gumę arabską, środek powierzchniowo czynny, który dodatkowo zmniejsza napięcie powierzchniowe w cieczy. Miętówki o szorstkiej powierzchni bez środka powierzchniowo czynnego nie tworzyły tak dużych fontann.

Mentosy są również dość gęste i szybko opadają, szybko tworząc pęcherzyki, które rozsiewają kolejne pęcherzyki w miarę ich wzrostu. Zmiażdżone Mentosy, które spadały wolniej, stworzyły marne fontanny, które podróżowały tylko około 30 centymetrów.

„gimnazjaliści zabierają swoich uczniów na boisko baseballowe obok szkoły i robią taką reakcję, a ich uczniowie to uwielbiają” -mówi Coffey. „To świetny sposób, aby zachęcić uczniów do nauki i nauczyć się czegoś nowego.”