可乐和曼妥思为什么会喷发
往可乐里丢一颗曼妥思,巨大的喷泉就冲天而起。这不是化学反应,而是纯粹的物理表面现象——曼妥思的微观粗糙同时提供成千上万个成核点,让溶解的CO2爆发性逸出。
往可乐里丢一颗曼妥思,巨大的喷泉就会冲天而起。
谁都看过或亲自做过这个实验。
为什么会发生这么激烈的反应?
曼妥思和可乐之间一定发生了化学反应吧。
酸碰到某种东西就爆炸。
不是化学反应。完全是物理表面现象。
可乐中的[二氧化碳 CO2]在压力下溶解。光滑的玻璃表面,CO2慢慢逸出,但要形成气泡需要"种子"。这叫做[成核点] (nucleation site)。
把曼妥思表面放大,看起来光滑实则微观粗糙。这些粗糙表面同时提供了成千上万个成核点。无数气泡同时形成,短时间内CO2爆发性释放。
加上曼妥思涂层中的[阿拉伯胶 gum arabic]降低可乐的表面张力,加速气泡形成。无糖可乐比普通可乐更激烈喷发的原因 = 阿斯巴甜进一步降低表面张力。
也就是说,曼妥思并没有和可乐"反应"。它只是用粗糙表面帮助CO2逸出。
左边是表面比较放大图。光滑玻璃成核点少,CO2慢慢逸出;曼妥思粗糙表面同时提供大量成核点。用表面切换按钮对调两者,直接看到成核点数量的差异。
右边是可乐中CO2的进行阶段。点击阶段按钮: ① CO2在压力下溶解 → ② 曼妥思投入,成核点激活 → ③ 气泡同时形成 → ④ 爆发性CO2释放与喷泉。用可乐种类切换(普通/无糖)比较表面张力差异带来的喷发激烈程度。
用表面切换比较光滑玻璃和曼妥思粗糙表面的成核点数,用阶段按钮(①~④)跟随CO2溶解 → 成核 → 同时起泡 → 喷发,用可乐种类(普通/无糖)确认表面张力对喷发激烈程度的影响。
啤酒杯刻纹啤酒杯内壁微刻细纹的话泡沫更易升起。酿酒厂为提供成核点而故意刻的图案。
香槟杯凸起香槟杯底刻一个小凸起也是同样原理。把成核点聚在一处,让气泡成一缕优美升起。
敲击可乐杯敲击可乐杯侧面会冒泡,也是因为产生了新的成核点。摇晃更激烈也是同样道理。
一把沙子不是曼妥思,放盐或沙子也会喷。只要表面粗糙,什么都能成为成核点。曼妥思只是表面积大、下沉快,效率高而已。
实验安全曼妥思喷泉是在户外、只需注意可乐溅到衣服上发黏这种日常安全就能享受的物理实验。因为不是化学反应,没有危险物质。
看起来像爆炸的曼妥思喷泉,其实是无数小气泡同时形成的结果。