När forskare tappade en godis i en läsk under havsytan (vänster), läsken skummade mindre än när samma experiment utfördes vid mer än 10, 000 fot över havet (höger). Kredit:Anpassad från Journal of Chemical Education 2020, DOI:10.1021/acs.jchemed.9b01177
Att släppa Mentos-godis i en flaska läsk får en skumstråle att bryta ut. Även om vetenskapsmässans utställare kan berätta att denna gejser är ett resultat av snabb avgasning av drycken som induceras av godisarna, det exakta sättet med vilket bubblor bildas har inte karakteriserats väl. Nu, forskare som rapporterar i ACS' Journal of Chemical Education använde experiment i labbet och på olika höjder för att undersöka mekanismen för bubbelkärnbildning.
Under produktionen, soda är kolsyrad genom att försegla den under koldioxidtryck som är ungefär fyra gånger det totala lufttrycket. Detta gör att koldioxid löses upp i drycken. När någon öppnar behållaren, koldioxid kommer ut från utrymmet ovanför vätskan, och den lösta koldioxiden går långsamt in i gasfasen, så småningom får läsken att bli "platt". Mentos påskyndar denna process avsevärt:Koldioxid strömmar in i små luftbubblor på den grova ytan av godisarna, tillåta gasen att snabbt spruta till ytan av sodan. Thomas Kuntzleman och Ryan Johnson undrade om atmosfärstrycket spelar en roll för bildningen av koldioxidbubblor. De resonerade att svaret kunde avslöja fler detaljer om processen.
I labbet, forskarna tillsatte en Mentos-godis till vatten som hade kolsyrat vid olika tryck och mätte massan som förlorades från vätskan över tiden. De anpassade dessa data till en ekvation som gjorde det möjligt för dem att uppskatta att bubblorna på ytan av godiset var cirka 6 μm i diameter. Till skillnad från andra godisar, Mentos kan ha en slumpmässig balans mellan bubbelstorlek och antalet bubbelplatser som gör att de kan producera utmärkta fontäner, föreslår forskarna. Sedan, forskarna lämnade labbet och undersökte omfattningen av sodaskumning efter tillsats av godis på olika höjder, allt från Death Valley (43 fot under havsytan) till Pikes Peak (14, 108 fot över havet). De observerade ökad skumproduktion på högre höjder; dock, denna effekt kunde inte förklaras av den enkla tillämpningen av gaslagar. Liknande experiment skulle kunna ligga till grund för klassrumsprojekt för studenter inom allmänvetenskap genom kurser i fysikalisk kemi, säger forskarna.