Niektóre doświadczenia naukowe są tak widowiskowe, że nawet osoby, które na co dzień nie interesują się chemią czy fizyką, podchodzą do nich z wielką ciekawością. Jednym z najbardziej znanych przykładów jest reakcja coli i mentosów. Wrzucenie kilku drażetek do butelki napoju gazowanego potrafi w kilka sekund stworzyć fontannę o wysokości nawet kilku metrów. Na pierwszy rzut oka wygląda to jak czysta magia, ale w rzeczywistości to fizyka i chemia działają w kuchni!
Skąd bierze się tak gwałtowna reakcja?
Cola, podobnie jak inne napoje gazowane, zawiera rozpuszczony dwutlenek węgla (CO₂). Gaz ten znajduje się pod ciśnieniem w szczelnie zamkniętej butelce. Po otwarciu część dwutlenku węgla ucieka w postaci charakterystycznych bąbelków. Jednak w butelce pozostaje go wciąż bardzo dużo, a samo wrzucenie mentosa uruchamia lawinę zdarzeń, które prowadzą do wybuchowej fontanny.
Nie chodzi tu o reakcję chemiczną między składnikami coli i mentosa, jak mogłoby się wydawać, ale o reakcję fizyczną — a dokładniej o gwałtowne wydzielanie gazu z cieczy.
Dlaczego akurat mentosy?
Sekret tkwi w powierzchni drażetek. Mentosy nie są idealnie gładkie — w rzeczywistości ich powierzchnia jest pełna mikroskopijnych porów i nierówności. Każde takie zagłębienie działa jak punkt nukleacji, czyli miejsce, w którym gaz rozpuszczony w coli zaczyna się uwalniać i tworzyć pęcherzyki.
W momencie, gdy mentos wpada do napoju, na jego powierzchni niemal natychmiast zaczynają powstawać tysiące malutkich bąbelków. Zanim zdążysz się obejrzeć, napój jest już pełen gazu próbującego się wydostać.
Składniki napoju
Choć doświadczenie najlepiej działa z colą, w praktyce można je przeprowadzić z większością napojów gazowanych. Jednak to cola (szczególnie dietetyczna) daje najbardziej efektowny wybuch. Dlaczego?
- Cola zawiera kofeinę i duże ilości dwutlenku węgla pod wysokim ciśnieniem.
- Dietetyczna wersja ma słodzik (np. aspartam), który zmniejsza napięcie powierzchniowe cieczy. To sprawia, że bąbelki gazu mogą łatwiej i szybciej się tworzyć i odrywać od powierzchni mentosa.
- Duża ilość cukru w zwykłej coli sprawia, że ciecz jest bardziej lepka, więc reakcja przebiega wolniej.
Dlaczego fontanna jest tak wysoka?
Połączenie napoju gazowanego pod ciśnieniem, mikroskopijnych porów na powierzchni mentosa oraz obniżonego napięcia powierzchniowego powoduje, że gaz wydziela się błyskawicznie i w ogromnych ilościach. Napój musi znaleźć ujście, a że przestrzeń w butelce jest ograniczona, całość wystrzeliwuje w górę niczym rakieta.
Warto dodać, że im szybciej wrzucisz drażetki tym efektowniejsza będzie fontanna. Stąd triki z rurkami czy specjalnymi dozownikami, które pozwalają wrzucić całe opakowanie w jednej chwili.
Czy to bezpieczne doświadczenie?
Tak, ale pod warunkiem że zachowasz ostrożność. Cola z mentosami nie jest toksyczna, ponieważ nie dochodzi do niebezpiecznej reakcji chemicznej. To po prostu nagłe wydzielanie się gazu. Jednak ciśnienie jest tak duże, że butelka potrafi przewrócić się lub nawet lekko „kopnąć”. Najlepiej przeprowadzać eksperyment na świeżym powietrzu, z dala od ścian i ubrań, które łatwo się brudzą.
Nie polecam też próbowania tego „od środka” — wrzucenie mentosa do ust pełnych coli mogłoby skończyć się zakrztuszeniem.
Nauka bawi i uczy
Eksperyment z colą i mentosami świetnie pokazuje, jak nauka może być widowiskowa i dostępna dla każdego. Dzięki temu łatwiej wytłumaczyć dzieciom pojęcia takie jak napięcie powierzchniowe, rozpuszczanie gazów w cieczach czy zjawisko nukleacji.
Oczywiście sam również próbowałem tego z grupą znajomych i efekt zawsze bawi — fontanna była naprawdę wysoka. Nauka może być prawdziwą zabawą!
