你知道曼妥思和可乐为什么会发生“反应”吗

多年来，将曼妥思薄荷糖添加到碳酸饮料中一直是科学竞赛的主要内容。尽管大多数十岁的儿童都能告诉您为何会出现汽水喷涌的现象，但反应的某些微观特征却并非显而易见。

美国Spring Arbor大学的一名化学教授与科罗拉多州一名中学教师联手，绘制了关键时刻的变化图表，揭示了决定气泡大小的新细节。

为此，他们走得更远，从加利福尼亚的死亡谷到落基山脉的派克峰顶。

由于简单、安全和成本低廉(更不用说在社交媒体上的流行度了)，曼妥思和可乐是科学课课堂上常年用以展示化学和物理原理的道具。

从根本上讲，反应背后的原理很简单：二氧化碳在压力下溶解在液体中。打开瓶盖会改变压力，使一些气体从溶液中跑出来，并根据气体定律进入大气中。

将更多溶液暴露在空气中会使更多的气体逸出(如摇动瓶子)； 曼妥思糖以惊人的方式加快了这一过程。

先前的研究表明，糖果外壳中的微小凹坑为微小气泡提供了理想的捕集阱，因此，当这些白色圆片中沉入饮料中时，其表面为瓶内深处的二氧化碳提供了空气释出空间。

到目前为止，这些微小气泡的确切大小只能根据对糖果外壳纹理的显微图像进行估算。

这不是一个小问题。为了使二氧化碳离开溶液，每个气泡需要适量的表面积，以使大量气体流动。

从理论上讲，它们的直径必须大于一微米，但是较大的气泡也会占用更多空间，从而减少了成核位点的数量，并可能影响总流速。

由于没有一种简单的方法可以直观地捕捉到气体逸出瞬间，因此解决这一问题需要在物理上巧妙地利用关键关系，适当修正模型中压力和体积等变量。

化学家Thomas Kuntzleman注意到，在高海拔处，反应要剧烈得多。

早在2018年，Kuntzleman就收到了他渴望的父亲节礼物。他得到了家人的许可，可以在全国范围内进行他最喜欢的实验。

“为此，我们在美国各地的许多地方进行了实验，其海拔范围从死亡谷的海平面以下到派克峰顶的4300米以上。”

同时，他与哥们Ryan Johnson搭档，在科罗拉多州的一座山坡上进行自己的试验。

他们发现，仅靠气压无法解释他们的观察结果，从而为推断存在控制起泡作用的更精细变量。

将来自气压变化的数据与脱气后质量损失的测量结果结合起来，再加上不同糖果之间的对照实验，Kuntzleman和Johnson很快就发现，为什么曼妥思和可乐搭配的效果如此显著。

他们的方程式表明，这些成核位点的宽度在2至7微米之间，该尺寸在气泡大小和整个糖果表面成核位点的密度之间提供了相当不错的折衷。

无疑，结果对曼妥思的营销团队来说是一个好消息，他们或许可以借此写出新的广告文案。但是真正的赢家或许是科学教育工作者。

这项研究发表在《化学教育杂志》上。

本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。