Какво кара реакцията да се случва в кока-колата и Mentos?

Реакцията между Coca-Cola и Mentos е класически пример за реакция на нуклеация, характеризираща се с бързо нуклеация и растеж на газови мехурчета въглероден диоксид. Тази реакция възниква поради уникалната комбинация от съставки, присъстващи както в Coca-Cola, така и в Mentos. Ето стъпка по стъпка обяснение какво причинява реакцията:

1. Грапавост на повърхността: Mentos имат грапава и пореста повърхност, която създава места за образуване на ядра за мехурчета въглероден диоксид. Тези места на нуклеация осигуряват повърхност за разтворения CO2 газ в кока-колата, за да образува мехурчета и да расте.

2. Арабска гума: Mentos съдържа значително количество гума арабика, която се състои от сложни полизахариди. Тези полизахариди действат като повърхностно активни вещества, намалявайки повърхностното напрежение на кока-колата и позволявайки по-лесно освобождаване на разтворения въглероден диоксид.

3. Сукралоза и аспартам: Колата е изкуствено подсладена със смес от сукралоза и аспартам. Сукралозата има висока плътност, което увеличава общата плътност на течността, докато аспартамът образува комплекс с бензоената киселина (също присъстваща в кока-колата), за да увеличи повърхностното напрежение. Тази комбинация улавя мехурчетата въглероден диоксид в течността, което води до бързо повишаване на налягането.

4. Хидролизиран колаген: Mentos съдържа желатин, който е направен от хидролизиран колаген. Желатинът може да се свързва с водни молекули и да се разширява бързо, когато влезе в контакт с течността. Това разширяване допълнително разбърква кока-колата, причинявайки по-силно освобождаване на разтворен газ въглероден диоксид.

5. Изригване: Тъй като множество мехурчета се образуват и разширяват бързо в кока-колата, те генерират значително количество налягане вътре в бутилката. Това налягане в крайна сметка надвишава силата на повърхностното напрежение, което кара течността да изригне от бутилката по начин, подобен на гейзер.

В обобщение, реакцията между Coca-Cola и Mentos се задвижва от наличието на места за нуклеация на повърхността на Mentos, повърхностноактивния ефект на гума арабика, повишената плътност на течността и повърхностното напрежение поради изкуствени подсладители, разширяването на желатина и общо повишаване на налягането в бутилката. Тези фактори заедно допринасят за образуването и освобождаването на мехурчета въглероден диоксид, което води до зрелищното изригване, което характеризира тази вълнуваща химическа демонстрация.