กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 8 นาที

น้ำพุโซดา

แฟชั่นและเทรนด์ยุค 2000/การทดลองในห้องเรียนเคมี/โคคา-โคลาในวัฒนธรรมสมัยนิยม/มีมอินเทอร์เน็ตเปิดตัวในปี 2548/การสาธิตวิทยาศาสตร์/ใช้วันที่ mdy ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2021/วิดีโอไวรัล

น้ำพุโซดาเป็นปฏิกิริยาทางกายภาพระหว่าง เครื่องดื่ม อัดลมซึ่งโดยปกติคือ ไดเอทโค้กกับลูกอมเมนทอส ที่ทำให้เครื่องดื่มพุ่งออกมาจากภาชนะ...

น้ำพุโซดา

ขวดไดเอทโค้กขนาด 2 ลิตร (0.44 แกลลอนอังกฤษ; 0.53 แกลลอนสหรัฐ) เกิดเป็นน้ำพุโซดาหลังจากหย่อนเมนทอสลงไป

น้ำพุโซดาเป็นปฏิกิริยาทางกายภาพระหว่าง เครื่องดื่ม อัดลมซึ่งโดยปกติคือ ไดเอทโค้กกับลูกอมเมนทอส ที่ทำให้เครื่องดื่มพุ่งออกมาจากภาชนะ ลูกอมทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการปล่อยก๊าซจากเครื่องดื่ม ทำให้เกิดการระเบิดที่ดันของเหลวส่วนใหญ่ขึ้นและออกมาจากขวด[ 1 ]ลี มาเร็ก และ "นักวิทยาศาสตร์เด็กของมาเร็ก" เป็นกลุ่มแรกที่สาธิตการทดลองนี้ต่อสาธารณะในรายการ Late Show with David Lettermanในปี 1999 [ 2 ] การสาธิตการระเบิดทางโทรทัศน์ของสตีฟ สแปงเลอร์ ในปี 2005 ได้รับความนิยมบน YouTube [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]ทำให้เกิดวิดีโอไวรัลเกี่ยวกับการทดลองไดเอทโค้กและเมนทอสอีกหลายรายการ[ 6 ] [ 7 ] การทดลองที่ดำเนินการในระดับความสูง ต่างๆตั้งแต่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลในหุบเขามรณะไปจนถึงยอดเขาไพค์สพีคแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยานี้ทำงานได้ดีกว่าในระดับความสูงที่สูงขึ้น[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

ประวัติศาสตร์

ในช่วงทศวรรษ 1910 ลูกอม Wint-O-Green Life Saversถูกนำมาใช้สร้างน้ำพุโซดา โดยนำหลอดลูกอมไปร้อยเข้ากับลวดทำความสะอาดท่อแล้วหย่อนลงในเครื่องดื่มเพื่อสร้างน้ำพุในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ผู้ผลิตลูกอม Wintergreen Lifesavers ได้เพิ่มขนาดของลูกอมให้ใหญ่ขึ้น ทำให้ไม่สามารถใส่ลงในปากขวดโซดาได้อีกต่อไป ครูวิทยาศาสตร์พบว่า ลูกอม Mentosมีผลเช่นเดียวกันเมื่อหย่อนลงในขวดเครื่องดื่มอัดลมชนิดใดก็ได้[ 11 ]

ลี มาเร็ก และ "นักวิทยาศาสตร์เด็กของมาเร็ก" ได้ทำการทดลองไดเอทโค้กและเมนทอสในรายการLate Show with David Lettermanในปี 1999 [ 2 ] [ 12 ] [ 13 ]ในเดือนมีนาคม 2002 สตีฟ สแปงเลอร์นักการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ ได้ทำการสาธิตในรายการ KUSA-TV ซึ่งเป็นสถานีในเครือ NBC ในเมืองเดนเวอร์ รัฐโคโลราโด [ 14 ] การทดลองน้ำพุไดเอทโค้กและเมนทอสกลายเป็นกระแสในอินเทอร์เน็ตในเดือนกันยายน 2005 การทดลองนี้กลายเป็นหัวข้อของรายการโทรทัศน์MythBustersในปี 2006 [ 13 ] [ 15 ]สแปงเลอร์ได้ลงนามในข้อตกลงอนุญาตกับPerfetti Van Melleผู้ผลิตเมนทอส หลังจากประดิษฐ์อุปกรณ์ที่มุ่งทำให้การใส่เมนทอสลงในขวดและทำให้เกิดน้ำพุโซดาขนาดใหญ่ทำได้ง่ายขึ้น[ 16 ] Amazing Toys บริษัทของเล่นของ Spangler ได้วางจำหน่ายของเล่น Geyser Tube ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550 [ 17 ]ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2553 มี การบันทึกสถิติโลก กินเนส ส์ด้วยการจุดน้ำพุพร้อมกัน 2,865 จุด ในงานที่จัดโดย Perfetti Van Melle ที่SM Mall of Asia Complex ในกรุงมะนิลาประเทศฟิลิปปินส์[ 18 ]สถิตินี้ถูกทำลายในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2557 โดยงานอีกงานที่จัดโดยPerfetti Van MelleและChupa Chupsในเมืองเลออน กวานาฮัวโตประเทศเม็กซิโก ซึ่งมีการจุดเมนโทสและน้ำพุโซดาพร้อมกัน 4,334 จุด[ 19 ]

เคมี

ภาพถ่าย SEM ของพื้นผิวลูกอมเมนทอส

การปะทุเกิดจากปฏิกิริยาทางกายภาพไม่ใช่ปฏิกิริยาทางเคมีการเติมเมนทอสทำให้เกิดการก่อตัวของ ฟองก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ อย่างรวดเร็ว ทำให้สารละลายเกิดการคายก๊าซ: [ 1 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]

CO₂ aq) → CO₂ g)

การเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปก๊าซทำให้เกิดฟองก๊าซที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วในโซดา ซึ่งดันเนื้อหาเครื่องดื่มออกจากภาชนะ การวัดเชิงทดลองชี้ให้เห็นว่ามีฟองมากถึง 14 ล้านฟองต่อโซดา 1 ลิตรในการทดลองนี้[ 20 ]

เครื่องดื่มอัดลมมีปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงภายใต้ความดันเมื่อเปิดขวด สารละลาย จะกลาย เป็นสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด ด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และความดันจะลดลง ภายใต้สภาวะเช่นนี้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะเริ่มระเหยออกจากสารละลาย ทำให้เกิดฟองก๊าซขึ้น

พลังงานกระตุ้นสำหรับการ เกิดฟอง (การก่อตัวของฟองอากาศ) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ฟองอากาศก่อตัว พลังงานกระตุ้นจะสูงมากสำหรับฟองอากาศที่ก่อตัวในของเหลวเอง (การเกิดนิวเคลียสแบบเอกพันธุ์) และจะต่ำกว่ามากหากการเติบโตของฟองอากาศเกิดขึ้นภายในฟองอากาศขนาดเล็กที่ติดอยู่บนพื้นผิวอื่น ( การเกิดนิวเคลียสแบบไม่เอกพันธุ์ ) การเกิดและการเติบโตของฟองอากาศในเครื่องดื่มอัดลมเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นจากการเกิดนิวเคลียสแบบไม่เอกพันธุ์: การแพร่ของคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในฟองอากาศที่มีอยู่แล้วภายในเครื่องดื่ม[ 1 ] [ 9 ] [ 24 ] [ 25 ]เมื่อก๊าซที่ละลายแล้วแพร่เข้าไปในฟองอากาศที่มีอยู่แล้วในของเหลว จะเรียกว่าการเกิดนิวเคลียสของฟองอากาศประเภท IV [ 9 ]เมื่อความดันลดลงจากขวดโซดาเมื่อเปิดขวด คาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายแล้วสามารถหลุดเข้าไปในฟองอากาศขนาดเล็กใดๆ ที่อยู่ในเครื่องดื่มได้ ฟองอากาศสำเร็จรูปเหล่านี้ (ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดนิวเคลียส) มีอยู่ในสิ่งต่างๆ เช่น เส้นใยขนาดเล็กหรือรอยแตกที่ไม่เปียกน้ำที่ด้านข้างของขวด[ 9 ] [ 24 ] [ 25 ]เนื่องจากโดยปกติแล้วจะมีฟองอากาศที่มีอยู่ก่อนแล้วน้อยมาก กระบวนการไล่แก๊สจึงช้า ลูกอมเมนทอสมีโพรงนับล้านโพรง ขนาดประมาณ 1-3 ไมโครเมตร[ 26 ] [ 9 ]ซึ่งยังคงไม่เปียกเมื่อเติมลงในโซดา ด้วยเหตุนี้ การเติมลูกอมเมนทอสลงในเครื่องดื่มอัดลมจึงทำให้เกิดฟองอากาศที่มีอยู่ก่อนแล้วจำนวนมหาศาล ซึ่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่สามารถระเหยออกไปได้ ดังนั้น การเติมลูกอมเมนทอสลงในเครื่องดื่มอัดลมจึงทำให้เกิดจุดเริ่มต้นของการเกิดฟองนับล้านจุดในเครื่องดื่ม ซึ่งช่วยให้การไล่แก๊สเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วพอที่จะทำให้เกิดฟองพุ่งออกมาจากขวด แม้ว่าลูกอมเมนทอสจะมีโพรงนับล้านโพรง แต่ก็มีแนวโน้มว่าจะมีเพียงประมาณ 100,000 โพรงเท่านั้นที่ก่อให้เกิดฟองอากาศอย่างแข็งขันในลูกอมเมนทอสแต่ละเม็ดที่ใส่ลงในเครื่องดื่มอัดลม[ 20 ] [ 26 ]

ฟองอากาศที่มีอยู่ก่อนแล้วช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องมีฟองอากาศเกิดขึ้นภายในของเหลวเอง (การเกิดนิวเคลียสแบบเอกพันธุ์) เนื่องจากไซต์การเกิดนิวเคลียสประเภท IV (เช่นที่พบในเมนทอส) ช่วยให้ปฏิกิริยาดำเนินไปได้ด้วยพลังงานกระตุ้นที่ต่ำกว่ามาก ลูกอมเมนทอสจึงถือได้ว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของกระบวนการนี้[ 9 ]ตัวอย่างเช่น การใส่เกลือหรือทรายลงในสารละลายจะทำให้เกิดไซต์การเกิดนิวเคลียสประเภท IV ลดพลังงานกระตุ้นเมื่อเทียบกับการเกิดนิวเคลียสแบบเอกพันธุ์ และเพิ่มอัตราการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ลักษณะทางกายภาพของเมนทอส (ความหยาบของพื้นผิว) มีผลทำให้พลังงานกระตุ้นสำหรับการก่อตัวของฟองคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงอย่างมาก ส่งผลให้อัตราการเกิดนิวเคลียสสูงขึ้นอย่างมาก พลังงานกระตุ้นสำหรับการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากไดเอทโค้กโดยการเติมเมนทอสคือ 25 kJ mol −1 [ 23 ] การเกิดฟองได้รับการสนับสนุนจากสารเติมแต่งอาหาร เช่นโพแทสเซียมเบนโซเอตแอ สปาร์ แตม น้ำตาลกรดซิตริก และสารปรุงแต่งรสในไดเอทโค้ก[ 21 ]ซึ่งทั้งหมดนี้มีอิทธิพลต่อระดับการเกิดฟองของน้ำ[ 21 ] [ 13 ] [ 15 ] [ 18 ]มีการอ้างว่าเจลาตินและกัมอาราบิกในลูกอมเมนทอสช่วยเพิ่มการเกิดน้ำพุ[ 13 ] [ 15 ] [ 27 ]แต่การทดลองแสดงให้เห็นว่าสารเติมแต่งลูกอมเหล่านี้ไม่มีผลต่อการเกิดน้ำพุ[ 1 ]

ปฏิกิริยาการเกิดนิวเคลียสสามารถเริ่มต้นได้กับพื้นผิวที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันใดๆ เช่น เกลือหิน แต่พบว่าเมนทอสทำงานได้ดีกว่าพื้นผิวอื่นๆ ส่วนใหญ่[ 11 ] [ 15 ] [ 18 ] Tonya Coffey นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Appalachian Stateแนะนำว่าแอสปาร์แตมในเครื่องดื่มไดเอทช่วยลดแรงตึงผิวในน้ำและทำให้เกิดปฏิกิริยามากขึ้น แต่คาเฟอีนไม่ได้เร่งกระบวนการ อย่างไรก็ตาม การทดลองแสดงให้เห็นว่าของแข็งที่ละลายบางชนิดที่เพิ่มแรงตึงผิวของน้ำ (เช่น น้ำตาล) ยังช่วยเพิ่มความสูงของน้ำพุอีกด้วย[ 21 ]นอกจากนี้ ยังมีการแสดงให้เห็นว่าการเติมแอลกอฮอล์ในความเข้มข้นที่กำหนด (ซึ่งลดแรงตึงผิว) ลงในเครื่องดื่มอัดลมจะลดความสูงของน้ำพุ ลง [ 26 ]ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าสารเติมแต่งช่วยเพิ่มความสูงของน้ำพุ ไม่ใช่โดยการลดแรงตึงผิว แต่โดยกลไกอื่นๆ ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือสารเติมแต่งช่วยลดการรวมตัวของฟองอากาศ ซึ่งนำไปสู่ขนาดฟองอากาศที่เล็กลงและความสามารถในการเกิดฟองในน้ำที่มากขึ้น[ 28 ] [ 29 ]ดังนั้น ปฏิกิริยาน้ำพุจะยังคงเกิดขึ้นได้แม้จะใช้เครื่องดื่มที่มีน้ำตาล แต่โดยทั่วไปมักใช้เครื่องดื่มไดเอทเพื่อให้ได้น้ำพุที่ใหญ่ขึ้นและเพื่อหลีกเลี่ยงการทำความสะอาดคราบเหนียวที่เกิดจากโซดาที่มีน้ำตาล[ 22 ] [ 30 ]

มีการเสนอคำอธิบายเพิ่มเติมว่าทำไมโซดาไดเอทจึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าโซดาธรรมดาในการทดลองนี้ ตัวอย่างเช่น มีการเสนอแนะว่าความหนืดที่สูงกว่าของโซดาธรรมดาเมื่อเทียบกับโซดาไดเอทอาจยับยั้งการก่อตัวของน้ำพุในโซดาธรรมดา ทำให้เกิดน้ำพุที่สั้นกว่า[ 21 ] [ 31 ]นอกจากนี้ยังมีการเสนอแนะว่าฟองที่เสถียรกว่าที่พบในโซดาไดเอทเมื่อเทียบกับโซดาธรรมดาอาจมีส่วนทำให้เกิดน้ำพุที่สูงกว่าที่พบในโซดาไดเอท[ 20 ]

ทางเลือกอื่นๆ

แม้ว่า Diet Coke และ Mentos จะเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการสร้างน้ำพุโซดา แต่ก็ไม่ใช่ตัวเลือกเดียว หลายคนถือว่า Diet Coke เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด แม้ว่า Diet Coke จะได้รับการศึกษาและแนะนำว่ามีผลมากที่สุด[ 31 ]แต่อย่างน้อยก็มีการศึกษาอื่นที่แสดงให้เห็นว่าโซดาไดเอททุกชนิดทำงานได้ดีเท่าเทียมกันภายในข้อผิดพลาดของการทดลอง[ 21 ]อย่างไรก็ตาม เครื่องดื่มอัดลมชนิดใดก็ได้ก็ ใช้ได้ผล [ 32 ] สำหรับ Mentos นั้น มีหลายสิ่งที่สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเครื่องดื่มอัดลมได้ เช่น ลูกอมชนิดอื่น ลูกบอลโลหะและเซรามิก[ 33 ]และแม้แต่ทราย[ 34 ] [ 35 ]

" หินเดือด " เป็นอุปกรณ์ที่พบได้ทั่วไปในห้องปฏิบัติการเคมี เป็นเศษเซรามิกที่ไม่เคลือบผิว ซึ่งมีจุดเริ่มต้นการเกิดฟองจำนวนมาก โดยจะใส่ลงในภาชนะ เช่น หลอดทดลอง ขวดแก้ว และบีกเกอร์ ที่กำลังให้ความร้อน หากไม่ได้ใช้เศษหินเดือดกับภาชนะแก้วที่สะอาด (ซึ่งมีจุดเริ่มต้นการเกิดฟองน้อย) จะเกิดฟองไอน้ำขนาดใหญ่เมื่อแก้วถึงจุดเดือด ฟองขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถดันของเหลวที่กำลังเดือดออกมานอกภาชนะ ทำให้เกิดอันตรายในห้องปฏิบัติการได้ หินเดือดช่วยสร้างจุดเริ่มต้นการเกิดฟอง ส่งผลให้การเดือดเป็นไปอย่างราบรื่น ไม่เกิดการพุ่งกระฉูดเหมือนน้ำพุ

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Soda_geyser&oldid=1359849991 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ น้ำพุโซดา

น้ำพุโซดาเป็นปฏิกิริยาทางกายภาพระหว่าง เครื่องดื่ม อัดลมซึ่งโดยปกติคือ ไดเอทโค้กกับลูกอมเมนทอส ที่ทำให้เครื่องดื่มพุ่งออกมาจากภาชนะ...

ประวัติศาสตร์

ในช่วงทศวรรษ 1910 ลูกอม Wint-O-Green Life Savers ถูกนำมาใช้สร้างน้ำพุโซดา โดยนำหลอดลูกอมไปร้อยเข้ากับลวดทำความสะอาดท่อแล้วหย่อนลงในเครื่องดื่มเพื่อสร้างน้ำพุ ใน ช่วงปลายทศวรรษ 1990 ผู้ผลิตลูกอม Wintergreen Lifesavers ได้เพิ่มขนาดของลูกอมให้ใหญ่ขึ้น...

เคมี

การปะทุเกิดจาก ปฏิกิริยาทางกายภาพ ไม่ใช่ ปฏิกิริยาทางเคมี การเติมเมนทอสทำให้เกิด การก่อตัว ของ ฟองก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ อย่างรวดเร็ว ทำให้สารละลายเกิดการคายก๊าซ: [ 1 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]

ทางเลือกอื่นๆ

แม้ว่า Diet Coke และ Mentos จะเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการสร้างน้ำพุโซดา แต่ก็ไม่ใช่ตัวเลือกเดียว หลายคนถือว่า Diet Coke เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด แม้ว่า Diet Coke จะได้รับการศึกษาและแนะนำว่ามีผลมากที่สุด [ 31 ]...