Dlaczego Mentos Reaguje Coca-Colą?

eksperyment Coke-Mentos jest jednym z najbardziej popularnych eksperymentów naukowych – a także jednym z najbardziej znanych. Jest to stosunkowo łatwe do zrobienia, ponieważ materiały są łatwo dostępne: z niczym poza kilkoma Mentos i butelką coli, możesz wywołać natychmiastową, wybuchową reakcję, dzięki czemu jest to bardzo prosty, ale bardzo zabawny (jeśli nieco niechlujny) eksperyment.

co się stanie, gdy zmieszasz colę z Mentosem?

kiedy Mentos reaguje z Coca-Colą, następująca reakcja jest wybuchowa, szybko tworząc fontannę koksu pod ciśnieniem, która następnie tryska z wąskiego gardła i wystrzeliwuje w powietrze. Spektakl ten jest spowodowany głównie reakcją fizyczną, która szybko uwalnia rozpuszczony dwutlenek węgla z napoju.

dwutlenek węgla jest siłą, która wypycha ciecz z butelki w ułamku sekundy. Dzieje się tak, ponieważ powierzchnia Mentos ma tysiące mikroskopijnych porów, szczytów, dołów i kraterów – więc to, co widzimy jako gładką zewnętrzną powłokę, jest czystym oszustwem.

te mikroskopijne nierówności na powierzchni Mentosa służą jako miejsca zarodkowania, w których tworzą się pęcherzyki dwutlenku węgla. Tysiące mikroskopijnych pęcherzyków dwutlenku węgla gromadzą się w tych kieszeniach, które następnie pozostawiają luki wewnątrz butelki. Zmusza to ciecz do przelewania się i wystrzeliwania.

prędkość i ciśnienie są również ważnymi czynnikami wybuchowości fontann Koksowniczych. Tworzenie się pęcherzyków dwutlenku węgla jest jak reakcja łańcuchowa, która gromadzi się wykładniczo, powodując wzrost ciśnienia w ułamku sekundy. Wąska szyjka butelki zwiększa również ciśnienie i prędkość, ponieważ zmusza do zwiększenia natężenia przepływu. Aby cała ciecz wydostała się przez otwór, ciśnienie wyjściowe musi również wzrosnąć, przekierowując przepływ koksu w górę i – wiecie, resztę: eksplozję.

istnieje wiele innych czynników, które mogą wpływać na wysokość fontanny sodowej, gdy Mentos reaguje z Coca-Colą, takich jak lepkość cieczy i obecność innych substancji chemicznych w mieszaninie. Na przykład, jeśli kwas cytrynowy zostanie dodany do mieszaniny sody, wysokość fontanny wzrośnie nawet do sześciokrotności jego normalnej wysokości.

Jaka Substancja Chemiczna W Mentosie Powoduje Wybuch Coca-Coli?

nie tylko powierzchnie Mentosów reagują Coca-Colą. Oprócz mikroskopijnych struktur Na Zewnątrz skorupek Mentosa, istnieje kilka substancji chemicznych, które powodują, że Coca-Cola eksploduje w ten sposób. Substancje te znajdują się w samej skorupie, a także w mieszaninie sody i przyczyniają się do tworzenia piany pod ciśnieniem. Oto niektóre z substancji chemicznych, które tworzą skorupę:

• cukier: skorupka Mentosa zawiera składniki sacharozy i glukozy, które są stałe w normalnym zakresie temperatur

• aspartam: Jest to sztuczny słodzik nie-sacharydowy, który jest 200 razy słodszy niż cukier stołowy lub sacharoza (C12H22O11). Chociaż jest chemicznie i molekularnie podobny do cukru, ma azot w swoim składzie: C14H18N2O5

• benzoesan potasu: jest to środek konserwujący żywność, który zapobiega rozwojowi grzybów i bakterii. Jest to również sól potasowa kwasu benzoesowego

składniki te działają jako środki powierzchniowo czynne i pomagają przyspieszyć uwalnianie dwutlenku węgla. Środki powierzchniowo czynne obniżają napięcie powierzchniowe między dwoma cieczami, cieczą i ciałem stałym lub między gazem a cieczą.

tak więc, gdy Mento jest wrzucane do koksu, kwasowość mieszaniny sody szybko rozpuszcza jej skorupę, uwalniając chemikalia. Ich właściwości powierzchniowo czynne następnie obniżają napięcie powierzchniowe koksu, który rozbija cząsteczki wody i w ten sposób umożliwia łatwiejsze tworzenie się pęcherzyków dwutlenku węgla. Mając to na uwadze, substancje chemiczne w Mentos służą również jako środki pianotwórcze, ułatwiając szybkie uwalnianie gazu CO2.

Mentos nie reaguje tylko Coca-Colą. Różne rodzaje napojów gazowanych reagują inaczej z Mentos: woda Seltzer ma najsłabszą reakcję, podczas gdy, bardzo konkretnie, Diet Cherry Dr. Pepper ma najsilniejszą reakcję. Wykazano to w eksperymencie, w którym testowano 15 rodzajów napojów gazowanych z Mentosem. Każda testowana butelka miała pojemność dwóch litrów, a do każdej butelki wprowadzono jedenaście Mentosów. Dwulitrowa butelka zawiera około 15 gramów rozpuszczonego dwutlenku węgla, który w odpowiednich warunkach w ciągu kilku sekund zamienia się w 8 litrów dwutlenku węgla.

wyniki eksperymentu przedstawiono na poniższej ilustracji:

rodzaje substancji rozpuszczonych w mieszaninie sody mają również wpływ na wysokość fontanny. Eksperyment na wodzie Seltzer, dodając różne rodzaje substancji rozpuszczonych, przyniósł następujące wyniki:

• aspartam wytworzył fontannę do trzech razy większej od pierwotnej wysokości
• benzoesan wytworzył podobne wyniki do aspartamu
• Citral wytworzył fontannę do czterech razy większej od pierwotnej wysokości
• Linalool wytworzył podobne wyniki do citral
• kwas cytrynowy wytworzył fontannę do sześciu razy większej od pierwotnej wysokości

Jaka jest struktura chemiczna Coca-Coli?

Coca-Cola nie jest pojedynczym związkiem chemicznym, ale raczej mieszaniną różnych chemikaliów. Ta mieszanina została po raz pierwszy sformułowana przez amerykańskiego farmaceutę, Johna S. Pemberton, w 1886 roku-choć pierwotnie był sprzedawany jako panaceum na wspólne dolegliwości. Oryginalne składniki Coca-Coli zawierały kokainę z liści koki i bogate w kofeinę ekstrakty z orzechów kola.

dzisiejsze składniki Coca-Coli classic są nieco inne:

1. woda gazowana: możesz nie myśleć, ale około 90% koksu to woda. Rozpuszczony dwutlenek węgla stanowi zaledwie 0,75% całkowitej masy.

1. cukier lub substancje słodzące: sacharoza jest składnikiem, który zapewnia słodki smak w Coke classic. Cola Zero i Cola dietetyczna nie zawierają jednak cukru. Zamiast tego zawierają sztuczne substancje słodzące, takie jak aspartam.

1. barwniki spożywcze: charakterystyczny karmelowy kolor Coca-Coli to tylko sztuczne zabarwienie. Bez tego barwnika spożywczego napój wyglądałby jak woda – oto sekret kryjący się za Coca-Colą Clear.

1. kwas fosforowy: ostry smak i cierpkość tego ulubionego napoju gazowanego faktycznie pochodzi z kwasu fosforowego. Ale ta substancja chemiczna jest używana nie tylko ze względu na jej pikantny smak; pomaga również zapobiegać rozwojowi bakterii i pleśni.

1. kofeina: to jest to, co powoduje lekko gorzki smak coli. Nie jest tak silny jak kofeina w kawie, jednak, który zawiera około trzy do czterech razy tyle.

1. naturalne smaki: to tajemnicza esencja coli. Dokładne składniki są tutaj częścią chronionej zastrzeżonej tajnej formuły firmy, która jest bardzo trudna do powielenia.

dlaczego dieta i Cola Zero mają lepszą reakcję z Mentosem?

dietetyczna Cola i Cola Zero reagują lepiej z Mentosem niż zwykła Cola z powodu braku cukru. Brak cukru sprawia, że mieszanina sody jest mniej lepka, biorąc pod uwagę obecność substancji słodzących, takich jak aspartam, obniżając napięcie powierzchniowe nawet bardziej niż zwykle. To z kolei oznacza, że gaz dwutlenku węgla jest szybciej uwalniany. Proces zarodkowania jest również szybszy, co prowadzi do wyższego ciśnienia gazu.

o ile lepiej dietetyczna Coke i Coke Zero reagują z Mentosem wystarczy spojrzeć na eksperyment, który pokazaliśmy wcześniej: obie te bezcukrowe napoje gazowane wytwarzały fontanny, które przekraczały 2,5 metra, podczas gdy Fontanna produkowana przez zwykłą kokę ledwo sięgała 1,5 metra. Tak więc, w skrócie (lub, trafniej, skorupka Mentosa), mieszaniny sody z większą ilością cukru w nich są bardziej lepkie, dzięki czemu ich reakcje są mniej wydajne.

eksperyment naukowy Coke-Mentos jest z pewnością zabawny – ale jest również niechlujny, więc zalecamy zrobienie go na zewnątrz lub w łatwym do czyszczenia miejscu, takim jak kąpiel! Jeśli nadal jesteś na ogrodzeniu, próbując go, może pomóc wiedzieć, że eksperyment zapewnia również podstawowe informacje na temat chemicznych i fizycznych właściwości reagentów-więc jest to również eksperyment edukacyjny!