Hunter
Tudomány a Mentos-kóla reakció mögött
A diétás kóla (Diet Coke, Cola Light) és a Mentos cukorka heves reakcióját aligha kell bemutatni, több ezer YouTube videón látható a jelenség, amire most tudományos magyarázat is született. A hatalmas habkitöréseket előidéző tényezőket egy amerikai tanulmány azonosította be.
Amikor mentolos vagy gyümölcsízű Mentost dobunk egy frissen felbontott diétás kólába az üdítő hatalmas sugárban tör elő a palack száján át, esetenként a 10 méteres magasságot is elérve. Több elmélet született, sokan egy sav-bázis reakcióra gyanakodtak, mivel a kóla savas. 2006-ban a Discovery Channel Mythbusters műsorában elvégzett kísérletek azt sugallták, hogy az cukorka gumiarábikumának és zselatinjának kémiai anyagai, valamint a kóla koffeinje, kálium benzoátja és az édesítőként funkcionáló aszpartám felelősek a reakcióért, szigorúan véve vett tudományos bizonyítékokkal azonban egészen mostanáig nem sikerült alátámasztani a városi legendából indult jelenséget.
Az alaposabb elemzés érdekében Tonya Coffey, az Appalache Állami Egyetem fizikusa hallgatóival maga is letesztelte a diétás kólát a kétféle Mentosszal, továbbá különböző egyéb mentolokkal, mosogatószerekkel, asztali sóval és homokkal. Emellett kipróbálták a reakciókat más szénsavas folyadékokon is, összehasonlították a koffeinmentes és cukros kólákat, valamint a szódavizet és a tonik üdítőitalt.
A kísérletekhez használt palackokat 10 fokban megdöntve állították le a földre, így indítva be a reakciókat, majd a habkitörések pályáit videóra vették. A csapat megvizsgálta a kitörés következtében keletkezett teljes tömegvesztést és a cukorkák felszíni érdességének befolyását is. Az eredmények azt mutatták, hogy a diétás kólával idézhetők elő a leglátványosabb robbanások, függetlenül attól, hogy a beledobott Mentos gyümölcsös vagy mentolos. A kitörések 7 méteres magasságba szöktek.
A koffeinmentes diétás kóla is jól szerepelt, ami azt mutatja, hogy a koffein nem gyorsítja a reakciót, legalábbis az italban található szinteken nem. A kólák pH-ját is megmérték a kísérlet előtt és után, az eredmények szerint nem következik be változás a savasságukban - ez kizárta azt az elméletet, hogy egy egyszerű sav-bázis reakció idézi elő a szökőkútszerű jelenségeket. A sugarak ereje több olyan tényezőtől függ viszont, ami a széndioxid buborékok növekedési arányát befolyásolja. A cukorka érdes, mikroszkóp alatt nézve gödrökkel tarkított felülete serkenti a buborékképződést, mivel hatékonyan szakítja szét a vízmolekulák pólusainak vonzását, buborékképző helyeket hozva létre.
"A vízmolekulák szeretnek más vízmolekulák mellett elhelyezkedni, ezért alapvetően bármit dobunk a szódába, ami megtöri a vízmolekulák hálózatát, képes a buborékék számának növelésére. Egy érdes cukorkán még több hely jut a buborékoknak" - magyarázta a buborékképződés robbanásszerű növekedését Coffey a New Scientist magazinnak.
Letapogató elektron mikroszkópos felvételek a két különböző cukorkáról, bal oldalon alul és felül a mentolos, jobb oldalon a gyümölcsös. A vonalak 20, illetve 200 mikrométert jelölnek
Az alacsony felületi feszültség szintén segíti a gyors buborékképződést. A mérések azt bizonyítják, hogy a felületi feszültség egy aszpartám tartalmú vízben alacsonyabb, mint egy cukros vízben, ami megmagyarázza a diétás kóla hatékonyságát hagyományos, cukros társával szemben. Ennél a tényezőnél is nagy szerepe van a Mentos bevonatának, melynek gumiarábikum tartalma tovább csökkenti a folyadék felületi feszültségét. Más, a bevonattal nem rendelkező, felületüket tekintve azonban szintén érdes mentolok nem idéznek elő ilyen hatalmas kitöréseket.
A Mentos ezen felül elég sűrű és nagyon gyorsan képes lesüllyedni a palack aljára, ahonnan még erőteljesebb buborékképződést indít be, mivel a feltörő buborékok maguk is újabb buborékokat képeznek. Egy összetört Mentos cukorka sokkal lassabban süllyed le, az eredmény egy mindössze 30 centi magasra szökő erőtlen felpezsdülés.
Az Egyesült Államokban a középiskolákban a reakció bemutatása rendkívül közkedvelt kísérlet a tanárok körében, és a diákok is imádják, tette hozzá Coffey.
Amikor mentolos vagy gyümölcsízű Mentost dobunk egy frissen felbontott diétás kólába az üdítő hatalmas sugárban tör elő a palack száján át, esetenként a 10 méteres magasságot is elérve. Több elmélet született, sokan egy sav-bázis reakcióra gyanakodtak, mivel a kóla savas. 2006-ban a Discovery Channel Mythbusters műsorában elvégzett kísérletek azt sugallták, hogy az cukorka gumiarábikumának és zselatinjának kémiai anyagai, valamint a kóla koffeinje, kálium benzoátja és az édesítőként funkcionáló aszpartám felelősek a reakcióért, szigorúan véve vett tudományos bizonyítékokkal azonban egészen mostanáig nem sikerült alátámasztani a városi legendából indult jelenséget.
Az alaposabb elemzés érdekében Tonya Coffey, az Appalache Állami Egyetem fizikusa hallgatóival maga is letesztelte a diétás kólát a kétféle Mentosszal, továbbá különböző egyéb mentolokkal, mosogatószerekkel, asztali sóval és homokkal. Emellett kipróbálták a reakciókat más szénsavas folyadékokon is, összehasonlították a koffeinmentes és cukros kólákat, valamint a szódavizet és a tonik üdítőitalt.
A kísérletekhez használt palackokat 10 fokban megdöntve állították le a földre, így indítva be a reakciókat, majd a habkitörések pályáit videóra vették. A csapat megvizsgálta a kitörés következtében keletkezett teljes tömegvesztést és a cukorkák felszíni érdességének befolyását is. Az eredmények azt mutatták, hogy a diétás kólával idézhetők elő a leglátványosabb robbanások, függetlenül attól, hogy a beledobott Mentos gyümölcsös vagy mentolos. A kitörések 7 méteres magasságba szöktek.
A koffeinmentes diétás kóla is jól szerepelt, ami azt mutatja, hogy a koffein nem gyorsítja a reakciót, legalábbis az italban található szinteken nem. A kólák pH-ját is megmérték a kísérlet előtt és után, az eredmények szerint nem következik be változás a savasságukban - ez kizárta azt az elméletet, hogy egy egyszerű sav-bázis reakció idézi elő a szökőkútszerű jelenségeket. A sugarak ereje több olyan tényezőtől függ viszont, ami a széndioxid buborékok növekedési arányát befolyásolja. A cukorka érdes, mikroszkóp alatt nézve gödrökkel tarkított felülete serkenti a buborékképződést, mivel hatékonyan szakítja szét a vízmolekulák pólusainak vonzását, buborékképző helyeket hozva létre.
"A vízmolekulák szeretnek más vízmolekulák mellett elhelyezkedni, ezért alapvetően bármit dobunk a szódába, ami megtöri a vízmolekulák hálózatát, képes a buborékék számának növelésére. Egy érdes cukorkán még több hely jut a buborékoknak" - magyarázta a buborékképződés robbanásszerű növekedését Coffey a New Scientist magazinnak.
Letapogató elektron mikroszkópos felvételek a két különböző cukorkáról, bal oldalon alul és felül a mentolos, jobb oldalon a gyümölcsös. A vonalak 20, illetve 200 mikrométert jelölnek
Az alacsony felületi feszültség szintén segíti a gyors buborékképződést. A mérések azt bizonyítják, hogy a felületi feszültség egy aszpartám tartalmú vízben alacsonyabb, mint egy cukros vízben, ami megmagyarázza a diétás kóla hatékonyságát hagyományos, cukros társával szemben. Ennél a tényezőnél is nagy szerepe van a Mentos bevonatának, melynek gumiarábikum tartalma tovább csökkenti a folyadék felületi feszültségét. Más, a bevonattal nem rendelkező, felületüket tekintve azonban szintén érdes mentolok nem idéznek elő ilyen hatalmas kitöréseket.
A Mentos ezen felül elég sűrű és nagyon gyorsan képes lesüllyedni a palack aljára, ahonnan még erőteljesebb buborékképződést indít be, mivel a feltörő buborékok maguk is újabb buborékokat képeznek. Egy összetört Mentos cukorka sokkal lassabban süllyed le, az eredmény egy mindössze 30 centi magasra szökő erőtlen felpezsdülés.
Az Egyesült Államokban a középiskolákban a reakció bemutatása rendkívül közkedvelt kísérlet a tanárok körében, és a diákok is imádják, tette hozzá Coffey.
