關於可樂加曼陀珠形成的噴泉

Question

請問那個曼陀珠放到可樂裡面會噴出來的現象
是屬於物理反應還是化學反應呢?

Answer 1

是化學變化..會造成可樂噴出瓶口的現象。如所述，阿拉伯膠含有鈣、鎂、鉀的阿拉伯酸鹽，這些酸鹽具有弱鹼性。可樂飲料中因為溶有二氧化碳，其在水中生成碳酸，故可樂具有弱酸性。事實上，實驗發現可口可樂的 pH 值約為 2.5，黑松沙士約為 3.0，而雪碧約為 3.5。當具有鹼性的阿拉伯酸鹽溶入具有酸性的可樂或汽水飲料時，理論上兩者將發生酸鹼中和的反應，此反應會釋出熱量，使水溫上升。一般而言，若一瓶易開罐的可樂瓶在 4℃時的瓶內壓力為 1.2大氣壓，則其在 20℃時的瓶內壓力將約為 2.5 大氣壓。因此，置入曼陀珠的可樂，其水溫若因酸鹼中和反應的進行而上升，則瓶內氣體的壓力，亦將隨之而升高。欲使上述的酸鹼中和反應發生，必須先使足量的阿拉伯膠溶於水中，但事實上阿拉伯膠並不易溶於水。阿拉伯膠在乾燥前，可溶於水，但乾燥後，將成為柔軟的膠質物體，無法溶解於冷水或熱水中。若置於含有稀硫酸的水中，則阿拉伯膠混合物內的多醣分子，會逐漸被分解為蔗糖，致使阿拉伯膠在稀硫酸溶液中，被逐漸分解而消失。阿拉伯膠不易溶於水的事實，不僅使上述的酸鹼中和反應，無法有效地在曼陀珠置入可樂瓶內的瞬間，造成可樂大量噴出瓶口，亦不太可能如網路流傳之解釋所言，在置入曼陀珠時，可樂中水的表面張力瞬間減小，而使其噴出。置入曼陀珠時，可樂噴出瓶口的現象，其實仍與亨利定律有關。可樂瓶打開後，可樂液面上的二氧化碳分壓，會從約 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）。依據亨利定律，在定溫下，汽水飲料內可溶入之氣體的量，與此氣體的分壓成正比，故開瓶後，二氧化碳在可樂溶液內的溶入量（溶解度）將大為降低，亦即開瓶後的可樂溶液，將處於二氧化碳的過飽和狀態，溶液本身將極其不穩定。罐裝製備時原來已溶入可樂飲料中的二氧化碳，在開瓶後，將逐漸溶出，從瓶口逸逝，以致可樂開瓶數小時之後，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，處於不穩定狀態的過飽和可樂溶液，將更容易回歸至穩定的平衡狀態。搖晃可樂瓶的動作，對開瓶後的可樂飲料而言，便是一種干擾源，因此搖晃可樂瓶時，可看到許多氣泡冒出可樂瓶口。曼陀珠置入可樂瓶內的動作，亦是一種干擾源，會促使開瓶後之過飽和的二氧化碳溶液（可樂），回歸到較穩定的狀態，而釋出二氧化碳。但是，僅將一般固體顆粒置入可樂瓶中，並不是一個有效的干擾源，這可從玻璃球珠置入可樂瓶的試驗中得知，此試驗所產生之氣泡的量相當少，遠比沸石置入可樂瓶內所產生的氣泡還少。

Answer 2

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Answer 3

是化學反應
因為曼陀珠<大顆粒子>的投入，擾亂了可樂液體的平衡，使得二氧化碳的溶解度下降並迅速分解出來，造成強烈氣壓噴出。
而且有物質的改變<碳酸→二氧化碳>即是化學反應

Answer 4

化學反應....

化學反應：物質經過化學反應之後會失去原來的本質。

物理反應：反應後本質不會改變。