Miért Reagál A Mentos A Coca-Colával?

a Coke-Mentos kísérlet az egyik legnépszerűbb tudományos kísérlet – és egyben az egyik legismertebb. Viszonylag könnyű megtenni, mert az anyagok könnyen elérhetők: csak néhány Mentóval és egy üveg kólával azonnali, robbanásveszélyes reakciót válthat ki, így ez egy nagyon egyszerű, de nagyon szórakoztató (ha kissé rendetlen) kísérlet.

mi történik, ha kokaint keverünk Mentos-szal?

amikor a Mentos a Coca-Colával reagál, a következő reakció robbanásveszélyes, gyorsan nyomás alatt álló koksz szökőkútját képezi, amely aztán kilövi a szűk keresztmetszetet, és a levegőbe lő. Ezt a látványt elsősorban egy fizikai reakció okozza, amely gyorsan felszabadítja az oldott szén-dioxidot az italból.

a szén-dioxid az az erő, amely a folyadékot egy másodperc töredéke alatt kiszorítja a palackból. Ez azért történik, mert a Mentos felszínén több ezer mikroszkopikus pórus, csúcs, gödör és kráter található – tehát amit sima külső héjnak látunk, az tiszta megtévesztés.

ezek a mikroszkopikus szabálytalanságok a Mentos felszínén nukleációs helyekként szolgálnak, ahol szén-dioxid buborékok képződnek. Ezekben a zsebekben mikroszkopikus szén-dioxid-buborékok ezrei halmozódnak fel, amelyek hézagokat hagynak az üveg belsejében. Ez arra kényszeríti a folyadékot, hogy túlcsorduljon és kilőjön.

a sebesség és a nyomás szintén fontos tényezők a koksz szökőkutak robbanékonyságában. A szén-dioxid-buborékok képződése olyan, mint egy láncreakció, amely exponenciálisan felhalmozódik, ami a nyomás másodperc töredéke alatt felépül. A palack keskeny nyaka szintén fokozza a nyomást és a sebességet, mert növeli az áramlási sebességet. Ahhoz, hogy az összes folyadék a nyíláson keresztül távozzon, az upstream nyomásnak is növekednie kell, átirányítva a koksz áramlását felfelé, és – tudod a többit: robbanás.

sok más tényező is befolyásolhatja a szóda szökőkút magasságát, amikor a Mentos reagál a Coca-Colával, például a folyadék viszkozitása és más vegyi anyagok jelenléte a keverékben. Például, ha citromsavat adunk egy szódakeverékhez, a szökőkút magassága a normál magasság hatszorosára nő.

A Mentos-Ban Milyen Vegyi Anyag Robbant Fel A Coca-Cola-Ban?

nem csak a Mentos felületei reagálnak a Coca-Colával. A Mentos héj külső részén található mikroszkopikus szerkezeteken kívül számos olyan vegyi anyag van, amelyek miatt a Coca-Cola ilyen módon felrobban. Ezek a vegyi anyagok megtalálhatók magában a héjban, valamint a szódakeverékben, és hozzájárulnak a túlnyomásos hab képződéséhez. Íme néhány vegyi anyag, amely a héjat alkotja:

• cukor: a Mentos héj szacharózt és glükóz komponenseket tartalmaz, amelyek szilárdak a normál hőmérsékleti tartományban

• aszpartám: Ez egy mesterséges, nem szacharid édesítőszer, amely 200-szor édesebb, mint az asztali cukor vagy a szacharóz (C12H22O11). Bár kémiailag és molekulárisan hasonló a cukorhoz, összetételében nitrogén van: C14H18N2O5

• kálium-benzoát: ez egy élelmiszer-tartósítószer, amely megakadályozza a gombák és baktériumok szaporodását. Ez a benzoesav káliumsója is

ezek az összetevők felületaktív anyagként működnek, és segítenek felgyorsítani a szén-dioxid-gáz felszabadulását. A felületaktív anyagok csökkentik a felületi feszültséget két folyadék, egy folyadék és egy szilárd anyag, vagy egy gáz és egy folyadék között.

tehát, amikor egy Mento-t valamilyen Kokszba dobnak, a szódakeverék savassága gyorsan feloldja a héját, felszabadítva a vegyi anyagokat. Felületaktív tulajdonságaik ezután csökkentik a koksz felületi feszültségét, amely széttöri a vízmolekulákat, és ezáltal lehetővé teszi a szén-dioxid buborékok könnyebb képződését. Ezt szem előtt tartva a Mentos vegyi anyagai habosítószerként is szolgálnak, megkönnyítve a CO gyors felszabadulását2 gáz.

a Mentos nem csak a Coca-Colával reagál. Különböző típusú szénsavas italok eltérően reagálnak a Mentos-szal: a Seltzer víz a leggyengébb reakcióval rendelkezik, míg nagyon konkrétan a Diet Cherry Dr. Pepper reagál a legerősebben. Ezt egy kísérlet bizonyította, amely 15 típusú szénsavas italt tesztelt Mentos-szal. Minden vizsgált palack kétliteres volt, és tizenegy Mentót vezettek be minden palackba. Egy kétliteres palackban körülbelül 15 gramm oldott szén-dioxid van, amely megfelelő körülmények között néhány másodperc alatt 8 liter szén-dioxid-gázzá válik.

a kísérlet eredményeit az alábbi ábra mutatja:

a szódakeverékben lévő oldott anyagok típusai szintén befolyásolják a szökőkút magasságát. A Seltzer vízzel végzett kísérlet, különféle oldott anyagok hozzáadásával, a következő eredményeket hozta:

• aszpartám előállított egy szökőkút akár háromszor az eredeti magasság
• benzoát előállított hasonló eredményeket aszpartám
• Citral előállított szökőkút akár négyszer az eredeti magasság
• Linalool előállított hasonló eredményeket citrál
• citromsav előállított szökőkút akár hatszor az eredeti magasság

mi a Coca-Cola kémiai szerkezete?

a Coca-Cola nem egyetlen kémiai vegyület, hanem különböző vegyi anyagok keveréke. Ezt a keveréket először egy amerikai gyógyszerész fogalmazta meg, John S. Pemberton, 1886-ban-bár eredetileg csodaszerként forgalmazták a gyakori betegségek kezelésére. A Coca-Cola eredeti összetevői kokalevélből származó kokaint és kóladióból származó koffeinben gazdag kivonatokat tartalmaztak.

a Coca-Cola classic mai összetevői kissé különböznek:

1. szénsavas víz: lehet, hogy nem gondolja, de a koksz körülbelül 90% – a víz. Az oldott szén-dioxid a teljes tömeg mindössze 0,75% – át teszi ki.

1. cukor vagy édesítőszerek: a szacharóz az az összetevő, amely édes ízt biztosít a Coke classic-ban. A Coke Zero és a Diet Coke nem tartalmaz cukrot. Ehelyett mesterséges édesítőszereket, például aszpartámot tartalmaznak.

1. élelmiszer-színezés: a Coca-Cola jellegzetes karamellszíne csak mesterséges színezés. Az ételfesték nélkül az ital csak úgy néz ki, mint a víz – ez a titok a Coca-Cola Clear mögött.

1. foszforsav: ennek a kedvelt szénsavas italnak a csípős íze és savanyúsága valójában a foszforsavból származik. De ezt a vegyszert nem csak csípős íze miatt használják; segít megelőzni a baktériumok és a penész szaporodását is.

1. koffein: ez okozza a koksz kissé keserű ízét. Nem olyan erős, mint a kávéban lévő koffein, amely körülbelül három-négyszer annyit tartalmaz.

1. természetes ízek: ezek a koksz rejtélyes lényege. A pontos összetevők itt a vállalat védett, védett titkos képletének részét képezik, amelyet nagyon nehéz megismételni.

miért van a Diet és a Coke Zero jobb reakciója a Mentos – szal?

a Diet Coke és a Coke Zero cukor hiánya miatt jobban reagál a Mentos-szal, mint a szokásos Coke. A cukor hiánya miatt a szódakeverék kevésbé viszkózus, tekintettel az édesítőszerek, például az aszpartám jelenlétére, a szokásosnál is jobban csökkenti a felületi feszültséget. Ez viszont azt jelenti, hogy a szén-dioxid-gáz gyorsabban szabadul fel. A nukleációs folyamat is gyorsabb, ami magasabb gáznyomáshoz vezet.

láthatjuk, hogy sokkal jobb Diet Coke és Coke Zero reagálnak Mentos csak nézi a kísérlet mutattunk korábban: mindkét cukormentes üdítő 2,5 métert meghaladó szökőkutakat termelt, míg a szokásos koksz által előállított szökőkút alig érte el az 1,5 métert. Tehát dióhéjban (vagy pontosabban egy Mentos héj) a szódakeverékek, amelyekben több cukor van, viszkózusabbak, így reakcióik kevésbé erősek.

a Coke-Mentos tudományos kísérlet minden bizonnyal szórakoztató – de rendetlen is, ezért azt javasoljuk, hogy kívül vagy könnyen tisztítható helyen, például fürdőben végezze! Ha még mindig a kerítésen próbálod ki, segíthet tudni, hogy a kísérlet néhány alapvető betekintést nyújt a reagensek kémiai és fizikai tulajdonságaira is – tehát ez egy oktatási kísérlet is!