Una Diet Coke y Mentos Eruption (también conocida como géiser de soda ) es una reacción entre la bebida carbonatada Diet Coke y las mentas Mentos que hace que la bebida sea expulsada de su recipiente. Los caramelos catalizan la liberación de gas de la bebida, lo que crea una erupción que empuja la mayor parte del líquido hacia arriba y hacia afuera de la botella. [1] [2] Lee Marek y "Marek's Kid Scientists" fueron los primeros en demostrar públicamente el experimento en el Late Show with David Letterman en 1999. [3] La demostración televisada de Steve Spangler de la erupción en 2005 se hizo popular enYouTube , [4] [5] [6] lanzando una cadena de varios otros videos virales de experimentos de Diet Coke y Mentos. [7] [8] Los experimentos llevados a cabo en altitudes que van desde debajo del nivel del mar en el Valle de la Muerte hasta la cima de Pikes Peak han demostrado que la reacción funciona mejor en elevaciones más altas. [9] [10]
Historia
En la década de 1910, Wint-O-Green Life Savers se utilizaron para crear géiseres de soda. Los tubos de dulces se enroscaron en un limpiapipas y se dejaron caer en el refresco para crear un géiser . A finales de la década de 1990, el fabricante de Wintergreen Lifesavers aumentó el tamaño de las mentas y ya no caben en la boca de las botellas de refrescos. Los profesores de ciencias encontraron que los caramelos Mentos tenían el mismo efecto cuando se dejaban caer en una botella de cualquier refresco carbonatado. [1]
Lee Marek y "Marek's Kid Scientists" realizaron el experimento Diet Coke y Mentos en el Late Show con David Letterman en 1999. [3] [11] [12] En marzo de 2002, Steve Spangler , un educador científico, hizo la demostración en KUSA. -TV, una filial de NBC, en Denver, Colorado . [13] El experimento del géiser Diet Coke y Mentos se convirtió en una sensación en Internet en septiembre de 2005. El experimento se convirtió en un tema del programa de televisión MythBusters en 2006. [12] [14] Spangler firmó un acuerdo de licencia con Perfetti Van Melle , el fabricante de Mentos, después de inventar un aparato destinado a facilitar la caída de Mentos en la botella y producir un gran géiser de soda. [15] Amazing Toys, la compañía de juguetes de Spangler, lanzó los juguetes Geyser Tube en febrero de 2007. [16] En octubre de 2010, se estableció un récord mundial Guinness de 2.865 géiseres simultáneos en un evento organizado por Perfetti Van Melle en el SM Mall of Asia. Complex, en Manila , Filipinas. [17] Este récord fue luego batido en noviembre de 2014 por otro evento organizado por Perfetti Van Melle y Chupa Chups en León, Guanajuato , México, donde se detonaron 4,334 Mentos y fuentes de soda simultáneamente. [18]
Causa
La erupción es causada por una reacción física, más que por una reacción química. La adición de Mentos conduce a la nucleación rápida de burbujas de gas de dióxido de carbono que precipitan de la solución: [2] [19] [20] [21]
La conversión de dióxido de carbono disuelto en dióxido de carbono gaseoso forma burbujas de gas que se expanden rápidamente en el refresco, lo que empuja el contenido de la bebida fuera del recipiente. Los gases, en general, son más solubles en líquidos a presiones elevadas. Los refrescos carbonatados contienen niveles elevados de dióxido de carbono bajo presión. La solución se sobresatura con dióxido de carbono cuando se abre la botella y se libera la presión. En estas condiciones, el dióxido de carbono comienza a precipitarse de la solución, formando burbujas de gas.
La energía de activación para la nucleación de burbujas (formación de burbujas) depende de dónde se forme la burbuja. Es muy alto para las burbujas que se forman en el propio líquido (nucleación homogénea), y mucho más bajo si el crecimiento de burbujas ocurre dentro de pequeñas burbujas atrapadas en alguna otra superficie ( nucleación heterogénea ). La nucleación y el crecimiento de burbujas en las bebidas carbonatadas casi siempre ocurren por nucleación heterogénea: difusión de dióxido de carbono en burbujas preexistentes dentro de la bebida. [2] [10] [22] [23] Cuando el gas disuelto se difunde en burbujas que ya existen en un líquido, se denomina nucleación de burbujas de tipo IV. [10] Cuando se libera la presión de una botella de refresco al abrirla, el dióxido de carbono disuelto puede escapar a cualquier pequeña burbuja ubicada dentro de la bebida. Estas burbujas listas para usar (que son sitios de nucleación) existen en cosas como fibras diminutas o grietas no humectables en los lados de la botella. [10] [22] [23] Debido a que generalmente hay muy pocas burbujas preexistentes, el proceso de desgasificación es lento. Los caramelos Mentos contienen millones de cavidades, de aproximadamente 1-3 μm de tamaño, [24] [10] que permanecen sin mojar cuando se agregan a un refresco. Debido a esto, la adición de caramelos Mentos a una bebida carbonatada proporciona una enorme cantidad de burbujas preexistentes en las que puede escapar el dióxido de carbono disuelto. Por lo tanto, agregar caramelos Mentos a una bebida carbonatada introduce millones de sitios de nucleación en la bebida, lo que permite una desgasificación lo suficientemente rápida como para soportar un chorro de espuma de una botella. Si bien un dulce Mentos contiene millones de caries, es probable que solo alrededor de 100,000 cavidades nucleen activamente las burbujas en cualquier dulce Mentos colocado en una bebida carbonatada. [24]
Las burbujas preexistentes proporcionan una forma de que se produzca la reacción sin necesidad de que se formen burbujas dentro del propio líquido (nucleación homogénea). Debido a que los sitios de nucleación de tipo IV (como los que se encuentran en Mentos) permiten que la reacción prosiga con una energía de activación sustancialmente menor, los caramelos Mentos pueden considerarse apropiadamente un catalizador del proceso. [10] Como otro ejemplo, dejar caer granos de sal o arena en la solución proporciona sitios de nucleación de Tipo IV, reduce la energía de activación en comparación con la de nucleación homogénea y aumenta la tasa de precipitación de dióxido de carbono.
La reacción física que impulsa la erupción también provoca una reacción química que aumenta ligeramente el pH de la soda. [21] Esto se debe a que cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua, se forma ácido carbónico :
La pérdida de dióxido de carbono desplaza el equilibrio anterior hacia la izquierda, eliminando el ácido carbónico y aumentando el pH. Es la reacción física (solución de salida de dióxido de carbono) y no la pérdida de ácido carbónico lo que provoca la erupción.
Las características físicas de Mentos (rugosidad de la superficie) tienen el efecto de reducir drásticamente la energía de activación para la formación de burbujas de dióxido de carbono, de modo que la tasa de nucleación se vuelve excesivamente alta. La energía de activación para la liberación de dióxido de carbono de Diet Coke mediante la adición de Mentos es de 25 kJ mol -1 . [21] La formación de espuma se ve favorecida por la presencia de aditivos alimentarios como benzoato de potasio , aspartamo , azúcares y aromatizantes en Diet Coke, [19] todos los cuales influyen en el grado de formación de espuma del agua. [19] [12] [14] [17] Se ha afirmado que la gelatina y la goma arábiga en el caramelo Mentos mejoran la fuente, [12] [14] [25] pero los experimentos han demostrado que estos aditivos del caramelo no afectan el fuente. [2]
La reacción de nucleación puede comenzar con cualquier superficie heterogénea, como la sal de roca, pero se ha descubierto que Mentos funciona mejor que la mayoría. [1] [14] [17] Tonya Coffey, física de la Appalachian State University , sugirió que el aspartamo en las bebidas dietéticas reduce la tensión superficial en el agua y provoca una reacción mayor, pero que la cafeína no acelera el proceso. También se ha demostrado que una amplia variedad de aditivos para bebidas como azúcares, ácido cítrico y sabores naturales también pueden mejorar la altura de las fuentes. [19] En algunos casos, los sólidos disueltos que aumentan la tensión superficial del agua (como los azúcares) también aumentan la altura de las fuentes. [19] También se ha demostrado que la adición de ciertas concentraciones de alcohol (que reduce la tensión superficial) a las bebidas carbonatadas reduce la altura de las fuentes. [24] Estos resultados sugieren que los aditivos sirven para mejorar la altura de los géiseres no disminuyendo la tensión superficial, sino disminuyendo la coalescencia de las burbujas. La menor coalescencia de las burbujas conduce a tamaños de burbujas más pequeños y una mayor capacidad de formación de espuma en el agua. [26] [27] Por lo tanto, la reacción del géiser seguirá funcionando incluso con bebidas azucaradas, pero la dieta se usa comúnmente tanto por el bien de un géiser más grande como para evitar tener que limpiar el residuo más pegajoso dejado por un refresco azucarado. [20] [28]
Ver también
- Solubilidad
- Pasta de dientes de elefante
- Serpiente negra (fuegos artificiales)
- Serpiente de carbono
Referencias
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