Se mischi Coca Cola Light e Mentos, il risultato è esplosivo! La reazione è così intensa che dal geyser risultante è perfino possibile fare un razzo a propulsione. Ma qual è la scienza dietro a questa reazione?
Nel giugno 2008, il Dr. Tonya Coffey di Appalachian State University ed i suoi studenti di fisica hanno pubblicato un articolo sul fenomeno in American Journal of Physics. Essi sono stati ispirati da un episodio di MythBusters 2006 che, secondo il documento , “ha fatto un ottimo lavoro di identificare gli ingredienti di base di questa reazione … [ma] non illustrano sufficientemente perché quegli ingredienti influenzano l’esplosione, né hanno fornito diretta prova della rugosità della Mentos ” Coffey ed i suoi studenti hanno deciso di scavare più a fondo.
È tutta questione di struttura.
Coffey e gli studenti hanno scoperto che gli ingredienti nella Mentos e nella Coca Cola Light e, cosa più importante, la struttura delle Mentos, permettono alle bolle di anidride carbonica di formarsi in modo estremamente rapido. Quando questo accade abbastanza velocemente, si ottiene una bella fontana Coca Cola Light. (La reazione non funziona solo tra Coca Cola Light e Mentos; altre bevande gassate reagiscono con l’aggiunta di Mentos.)
Ogni caramella Mentos ha migliaia di piccoli pori sulla sua superficie che rompono le attrazioni polari tra le molecole d’acqua, la creazione di migliaia di siti di nucleazione ideali per far raggruppare le molecole di gas.
Parlando in termini meno scientifici, questa superficie porosa crea molti siti di crescita di bolle, permettendo alle bolle di anidride carbonica di formarsi rapidamente sulla superficie delle Mentos. (Se si utilizzano caramelle Mentos con superficie liscia non sarà possibile ottenere lo stesso risultato della reazione.)
La spinta di galleggiamento delle bolle e la loro crescita finirà per indurre le bolle di lasciare il sito di nucleazione e di luogo alla superficie della soda. Bolle continueranno a formarsi sulla superficie porosa e il processo si ripeterà, creando un piacevole geyser spumoso.
In aggiunta a ciò, la gomma arabica e la gelatina ingredienti delle Mentos, in combinazione con il benzoato di potassio, di zuccheri o (potenzialmente) aspartame presente nelle bevande gassate, aiutano questo processo. In questi casi, gli ingredienti finiscono per abbassare la tensione superficiale del liquido, consentendo un’ulteriore crescita rapida di bolle sulla superficie porosa delle Mentos.
Una tensione superficiale più alta renderebbe un ambiente più difficile per la formazione di bolle. (Composti come la gomma arabica che abbassano la tensione superficiale sono chiamati “tensioattivi”).
Le bevande gassate dietetiche determinano una reazione maggiore di quella che si otterrebbe con bevande gassate non dietetiche perchè l’aspartame abbassa la tensione superficiale del liquido molto più dello zucchero o dello sciroppo di mais. È inoltre possibile aumentare l’effetto con l’aggiunta di altri tensioattivi alla bevanda gassata aggiungendo oltre alle Mentos, una miscela di acqua e sapone lavastoviglie.
La dimensione è importante
Un altro fattore che contribuisce alla dimensione del geyser è quanto rapidamente l’oggetto affonda nella bevanda (Coca Cola Light). Più veloce vi affonda, più veloce è la reazione può accadere, e una reazione veloce crea un geyser più grande; una reazione più lenta può rilasciare la stessa quantità di schiuma nel complesso, ma creerà anche un geyser molto più piccolo. Questo è un altro motivo per cui le Mentos funzionano molto meglio di altre caramelle simili: Le caramelle sono oggetti abbastanza densi e tendono ad affondare rapidamente nella bevande.
Se si frantumano le Mentos, l’effetto che si ottiene è blando.
La temperatura della Coca Cola Light è un altro fattore che influenza la formazione del geyser. I gas sono meno solubili in liquidi con una temperatura più alta, questo vuol dire che più calda è la vostra bevanda, il più grande sarà il vostro geyser indotto dalle Mentos. Questo perché i gas vogliono fuggire dal liquido, quindi quando si rilasciano le Mentos, la reazione avviene più velocemente.
Che cosa non funziona
La caffeina è spesso citata come agente che aumenti la reazione esplosiva tra Mentos e Coca Cola Light: questo non è corretto, almeno non data la relativamente piccola quantità di caffeina presente nella tipica bottiglia da 2 litri di bevanda generalmente utilizzata per questo tipo reazione tra Coca Cola Light e Mentos.
Avrete anche letto probabilemente che l’acidità del sodio è un fattore importante nel geyser risultante. questo non è corretto. In effetti, il livello di acidità nella Coca Cola, prima e dopo la il geyser prodotto dalla reazione con le Mentos non cambia, negando la possibilità di una reazione base-acido, anche se è possibile fare una reazione base-acido usando il bicarbonato di sodio.