Scanning electron microscope images show the roughness of mint Mentos (top and bottom left) and fruit Mentos (top and bottom right), the scale bars representing lengths from 20 to 200 micrometres
the häpnadsväckande reaktion mellan Diet Coke och Mentos sweets, made famous in thousands of the YouTube-videor har äntligen en vetenskaplig förklaring. En studie i USA har identifierat de främsta faktorerna som driver de mjuka plymerna från koksflaskor: det söta grovheten och hur snabbt det sjunker till flaskans bas.
” om du släpper ett paket Mentos i en flaska Diet Coke, får du denna enorma fontän av spray och Diet Coke skum kommer ut”, säger Tonya Coffey, en fysiker vid Appalachian State University i Boone, North Carolina. ”Det här var ett bra projekt för mina elever att studera eftersom det fortfarande fanns något mysterium för det.”
annons
när mynta eller frukt Mentos tappas i en färsk flaska Diet Coke, en stråle av koks whooshes ur flaskans mun och kan nå en höjd av 10 meter. Teorier finns i överflöd om varför detta händer, med vissa bloggare som spekulerar i att det är en syrabasreaktion eftersom koks är sur.
experiment i en 2006-utgåva av Discovery Channel-programmet Mythbusters föreslog att kemikalierna som är ansvariga för reaktionen är gummi arabicum och gelatin i sötsakerna och koffein, kaliumbensoat och aspartam i Koks. Men det har inte gjorts några rigorösa vetenskapliga studier av reaktionen förrän nu.
kolsyrade vätskor
för att ta reda på mer testade Coffey och ett team av studenter reaktionerna mellan dietkoks och frukt Mentos, mint Mentos och olika ingredienser som andra myntverk, diskmedel, bordsalt och sand. De jämförde också reaktioner med andra kolsyrade vätskor som koffeinfria och söta colas, liksom sodavatten och toniskt vatten.
alla reaktionerna ägde rum i en flaska vinklad vid 10 kcal av vertikal och fontänbanorna spelades in på video. Teamet undersökte också den totala massan som förlorades i fontänen och påverkan av den söta ytjämnheten.
resultaten visade att Diet Coke skapade de mest spektakulära explosionerna med antingen frukt eller mint Mentos, fontänerna reser ett horisontellt avstånd på upp till 7 meter.
men koffeinfri dietkoks gjorde lika bra, vilket tyder på att koffein inte påskyndar reaktionen, åtminstone vid normala nivåer i drycken.
mätningar av koksens pH före och efter experimenten visade att dess surhet inte förändrades, vilket utesluter tanken att en enkel syrabasreaktion Driver fontänerna.
istället beror strålens kraft på olika faktorer som påverkar tillväxten av koldioxidbubblor.
de grova, dunkla ytorna på Mentos uppmuntrar bubbeltillväxt eftersom de effektivt stör de polära attraktionerna mellan vattenmolekyler och skapar bubbeltillväxtplatser.
grovt godis
”vattenmolekyler gillar att vara bredvid andra vattenmolekyler, så i princip allt som du släpper in i sodavatten som stör nätverket av vattenmolekyler kan fungera som en tillväxtplats för bubblor”, berättade Coffey New Scientist. ”Och om du har grovt godis med ett högt förhållande mellan yta och volym, så finns det fler platser för bubblorna att gå.”
låg ytspänning hjälper också bubblor att växa snabbt. Mätningar visade att ytspänningen i vatten som innehåller sötningsmedlet aspartam är lägre än i sockervatten, vilket förklarar varför dietkoks skapar mer dramatiska fontäner än sockerkoks.
en annan faktor är att beläggningarna av Mentos innehåller gummi arabicum, ett ytaktivt medel som ytterligare minskar ytspänningen i vätskan. Grova ytor utan ytaktiva ämnen skapade inte så stora fontäner.
Mentos är också ganska täta och sjunker snabbt och skapar snabbt bubblor som fröer ytterligare bubblor när de stiger. Krossade Mentos som föll långsammare skapade puny fontäner som bara reste omkring 30 centimeter.
”mellanskolelärare får sina elever ut på baseballfältet bredvid skolan och gör denna reaktion, och deras elever älskar det”, säger Coffey. ”Det är ett bra sätt att få eleverna glada över vetenskapen och lära sig något nytt.”