Jaký je účel experimentu s koksem a Mentosem?

Experiment Coca-Cola a Mentos demonstruje rychlou a dramatickou chemickou reakci mezi syceným nápojem Coca-Cola a mátou Mentos, jejímž výsledkem je velká fontána pěny tryskající z láhve. Představuje principy nukleace a uvolňování oxidu uhličitého vizuálně vzrušujícím způsobem, což pomáhá pochopit základní fyzikálně-chemické koncepty.

Nukleace a povrchové napětí: Když jsou bonbóny Mentos vhozeny do koly, jejich drsný povrch poskytuje četná drobná nukleační místa. To výrazně snižuje aktivační energii potřebnou k tomu, aby rozpuštěný oxid uhličitý (CO2) v cole vytvořil bubliny. Bez jakýchkoli nukleačních míst dochází k tvorbě bublin postupně, jak se soda při otevření láhve jemně odplyňuje.

Reakční sekvence:

1. Nukleace a tvorba bublin: Mikrotrhliny a důlky na povrchu Mentos slouží jako nukleační místa. Molekuly CO2 přítomné v koksu jsou pak rychle přitahovány k těmto nukleačním místům a začnou tvořit jednotlivé bubliny na mincovnách Mentos.

2. Povrch pro růst: Tyto vznikající bubliny ulpívají na drsných Mentos a rychle rostou.

3. Řetězová reakce: Každá rostoucí bublina dále podporuje tvorbu bublin kolem jejích okrajů (opět nukleaci) prostřednictvím kapilárního působení.

4. Formace fontány: Během krátkého okamžiku se enormní množství bublinek CO2 uvolní z nukleačních míst, když jejich adheze předběhnou vztlakové síly. Spojují se do větších bublin, které rychle stoupají, aby unikly sycené kapalině pod nimi, což vede k velkolepému výbuchu pěny z vršku láhve.

Kromě těchto jevů nabízí experiment vhled do termodynamiky, přeměn energie a fyziky pohybu tekutin. Pochopení dopadu různých parametrů (tvar Mentos, teplota koly, geometrie nádoby atd.) na intenzitu a trajektorii erupce činí z této demonstrace příjemnou směs vizuálního vzrušení a vzdělávací hodnoty.