可樂噴泉現(xiàn)象及其解釋

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1、可樂噴泉實(shí)驗(yàn)及其解釋彭祎昀（長沙市明德中學(xué)湖南長沙410008）摘要：可樂噴泉是網(wǎng)上流傳很廣的一個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)，它有可能對人們的身體造成傷害。它產(chǎn)生的原理和合理是解釋是：曼妥思糖粗糙的表面使二氧化碳的過飽和溶液（可樂）變得很不穩(wěn)定，短時(shí)間內(nèi)釋放大量的二氧化碳?xì)怏w。關(guān)鍵字：可樂噴泉；曼妥思；阿拉伯膠；二氧化碳過飽和溶液近來網(wǎng)絡(luò)熱傳巴西的一個(gè)小男孩因?yàn)閷⒙姿急『商桥c可口可樂（健怡）一起食用而死亡，而且據(jù)說一年前同樣的事故發(fā)生在巴西的另一個(gè)男孩身上。根據(jù)事故，很多網(wǎng)友用可口可樂加曼妥斯薄荷糖進(jìn)行了試驗(yàn)，在其上傳的視頻中顯示了四五

2、顆曼妥思糖（Mentos）放進(jìn)兩升裝的健怡可樂（DietCoke）后所產(chǎn)生的美妙效果。視頻顯示，可樂在糖果的作用下，會(huì)大量噴發(fā)，形成的水柱高達(dá)兩米。（視頻地址：http://v.ku6.com/show/xpYM8ZeUERfROK7_.html）這個(gè)影片引起網(wǎng)友及學(xué)生們的興趣，也造成曼妥斯糖族的恐慌，擔(dān)心食用曼妥斯糖時(shí)，若不經(jīng)意地同時(shí)飲用可樂，兩者可能會(huì)在胃中反應(yīng)，產(chǎn)生噴泉效應(yīng)，傷害身體。圖一：曼妥思薄荷糖圖二：加入五顆曼妥思糖圖三：噴泉效果作為化學(xué)教師，在覺得這個(gè)現(xiàn)象神奇的同時(shí)，也很想了解其中的原因，而且這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以

3、作為人教版選修1第二章第一節(jié)《合理選擇飲食》這節(jié)課的導(dǎo)入材料。于是我在網(wǎng)上和圖書館搜集了相關(guān)資料，很多人看過視頻后都對可樂的飲用安全提出了質(zhì)疑，可口可樂公司針對人們的擔(dān)心，在網(wǎng)上發(fā)表了解釋和說明，他們講：“3飲料中的二氧化碳與糖的表面（糖的表面有一種特點(diǎn)就是比較疏松，比較容易吸水）產(chǎn)生一種浸透作用，就會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，這種現(xiàn)象是一種很簡單的物理現(xiàn)象。我們吃糖的時(shí)候絕對不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，因?yàn)槿顺蕴堑臅r(shí)候，把糖放在嘴里，通過咀嚼和唾液作用，糖表面馬上會(huì)被破壞，也就是所謂的產(chǎn)生大量泡沫的這種滲透作用是不會(huì)在現(xiàn)實(shí)中共同食用這兩種食

4、物的時(shí)候產(chǎn)生的。我們做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候會(huì)看到這種現(xiàn)象，但是這種現(xiàn)象和現(xiàn)實(shí)中吃這兩種東西是完全不同的概念?！憋@然，可口可樂公司這樣的解釋還是不能讓人特別放心。網(wǎng)絡(luò)上流傳最廣的關(guān)于曼妥思使可樂產(chǎn)生噴泉的解釋是：“因?yàn)槁姿继前邪⒗z，此物質(zhì)會(huì)造成可樂中水的表面張力減小，并破壞二氧化碳與水分子間的作用力，使溶于可樂中的二氧化碳，瞬間大量釋出，造成可樂瓶內(nèi)的氣體壓力驟然上升，而將可樂推排出瓶口，產(chǎn)生噴泉效應(yīng)?！比欢?，更加權(quán)威的解釋是：此噴泉效應(yīng)主要并非因?yàn)槁姿继莾?nèi)阿拉伯膠的存在，致使可樂飲料的表面張力減小。可樂或汽水的制備與生

5、產(chǎn)，乃是利用亨利定律的原理。制備時(shí)，將二氧化碳溶入飲用水后，再添加糖類物質(zhì)及不同口味的調(diào)味料，混和而制得。根據(jù)亨利定律，在定溫下，溶入水中之氣體的量，與水面上之氣體的分壓大小成正比。故調(diào)制汽水時(shí)，常規(guī)以數(shù)個(gè)大氣壓的二氧化碳通入水中，使大量的二氧化碳?xì)怏w得以溶入水。罐裝完后的易拉罐汽水，其水面上約有2～3大氣壓的二氧化碳。曼妥思糖(Mentos)原是荷蘭的一種糖果，在上個(gè)世紀(jì)50年代開始銷售，當(dāng)前是由PerfettiVanMelle公司所生產(chǎn)。它的主要成分包括蔗糖(sucrose)、葡萄糖、葡聚糖粒(dextrin)、凝膠

6、、玉米粉、天然口味添加劑及阿拉伯膠。其中，阿拉伯膠是一種含有多醣類阿拉伯酸(arabicacid)及其鈣、鎂與鉀鹽之復(fù)雜的混合物。阿拉伯膠的存在，是造成曼妥思糖具有柔軟且黏著口感的主要成分，在類似的糖果產(chǎn)品中，阿拉伯膠的成分可能高達(dá)45％。阿拉伯膠主要取材于生長在南亞與北非之A.arabica類的植物，本身是一種表面活性劑。阿拉伯膠既是一種表面活性劑，可以幫助化學(xué)性質(zhì)（極性）相差甚大的物質(zhì)與水互溶，便可能有助于非極性的二氧化碳溶于極性的水中。因此，利用阿拉伯膠來降低水的表面張力，使原本已溶于水中的二氧化碳，從可樂或汽水中

7、釋放出來，并無法完整地解釋曼妥思糖添加到可樂時(shí)，會(huì)造成可樂噴出瓶口的現(xiàn)象。放入曼妥思時(shí)，可樂噴出瓶口的現(xiàn)象，其實(shí)仍與亨利定律有關(guān)?？蓸菲看蜷_后，可樂液面上的二氧化碳分壓，會(huì)從約2～3大氣壓驟然降低至大氣中的二氧化碳的分壓值（0.00033大氣壓）。依據(jù)亨利定律，在定溫下，汽水飲料內(nèi)可溶入之氣體的量，與此氣體的分壓成正比，故開瓶后，二氧化碳在可樂溶液內(nèi)的溶入量（溶解度）將大為降低，也就是說開瓶后的可樂溶液，將處于二氧化碳的過飽和狀態(tài)，溶液本身將極其不穩(wěn)定。罐裝制備時(shí)原來已溶入可樂飲料中的二氧化碳，在開瓶后，將逐漸溶出，從瓶

8、口逸出，以致可樂開瓶數(shù)小時(shí)之后，將完全失去其美味，變成一瓶平淡無奇的糖水。在干擾源的存在下，處于3不穩(wěn)定狀態(tài)的過飽和可樂溶液，將更容易回歸至穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。搖晃可樂瓶的操作，對開瓶后的可樂飲料而言，便是一種干擾源，因此搖晃可樂瓶時(shí)，可看到許多氣泡冒出可樂瓶口。曼妥思放入可樂瓶內(nèi)的操作，亦是一種干擾源，會(huì)促使開瓶后之過