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1.탐 구 동 기
`스펀지` 라는 TV프로그램에서 아이스크림과 콜라를 함께 먹으면 약한 폭발이 일어난다는 실험이 나온 적이 있었는데, 그것을 보고 아이스크림만 콜라와 반 응을 일으키는 것일 까 궁금해졌었다. 그래서 실험을 통해 알아보기로 하였다.
2. 준 비 물
코카콜라(다이어트) 1.5L, 사이다 1.5L, 환타 1.5L, 멘토스 사탕(민트맛)
3. 탐 구 방 법
A- 탄산음료와 멘토스 가 만났을 때 어떤 반응을 보이나?
B- 각기 다른 탄산음료의 반응은 어떻게 다른가?
C- 멘토스 사탕과 음료가 반응을 일으키는 원인은 무엇인가?
4. 탐 구 결 과
A- 첫 번째, 다이어트 콜라에 멘토스 사탕 5개를 넣고 빨리 뚜껑을 닫았다.
먼저 뚜껑은 송곳을 이용해 구멍을 뚫어 놓았다. (구멍의 지름:1mm)
즉시 콜라가 거품이 일면서 구멍으로 솟구쳐 나왔다.
처음 콜라 뚜껑을 열었을 때 나는 소리가 나면서 멀리 퍼져나갔다.
두 번째, 환타에 멘토스 사탕 5개를 넣고 콜라의 실험과 동일하게
뚜껑을 빨리 닫았다. (뚜껑은 모두 동일한 것을 사용)
콜라에서 일어난 반응과 비슷하게 거품이 일었다.
세 번째, 사이다에 멘토스 사탕 5개를 넣고 전 실험과 동일하게 뚜껑을
닫았다.
거품이 일었다. 사이다는 색이 투명하여서 멘토스 사탕이 사이다 안에서
반응을 하여 이산화탄소가 기체(기포)가 되어 빠르게 나오는 것을 볼수 있 었다. (동영상 2분30초대 참조)
B- 콜라, 환타, 사이다의 반응을 비교하기위하여 각각의 액체가 뿜어져 나온
탄산음료
분사거리
다이어트 콜라
환타
사이다
단위 : m
6.7
4.3
4.7
거리를 비교하여 보았다. 신기하게도 다이어트 콜라의 분사 거리가 가장 길 었다.
결과에서…(생략)
볼 수 있듯이 다이어트 콜라가 나머지 음료수와 현저한 차이를 보 이며 우위를 차지하고 있음을 알 수 있고, 나머지 음료수는 서로 비슷한 거 리를 보임을 알 수 있다.
그렇다면 왜? 왜 같은 양의 음료수에 같은 맛, 같은 개수의 멘토스 사탕을
넣었는데도 이런 차이를 보이는 것일까?
C- 반응이 각각 다른 이유를 알기 전에 일단 멘토스를 넣으면 탄산음료가 어떤 것이던지 상관없이 반응이 일어나는 이유는 무엇일까 알아보자.
첫 번째 가설 : 멘토스 사탕 이 콜라와 일으키는 반응이 산과 염기간의 반 응이다.
-정답은 NO! 실험전과 후의 콜라의 산성도는 별로 차이가 없었다.
두 번째 가설 : 멘토스 사탕 이 콜라와 일으키는 반응이 물리적 반응이다?
-멘토스 사탕이 콜라와 일으키는 폭발적인 반응에는 일단 여러 가지 요 인이 있다.
먼저, 멘토스 사탕의 거칠거칠한 표면이 중요한 원인이었다. 멘토스 사탕의 표면은 기포가 형성되는 데 일종의 핵 역할을 했다. 마치 요오드화은 이나 드라이아이스가 인공강우의 구름 핵 역할을 하는 것처럼 말이다.
기포가 형성되려면 작은 기포들이 달라붙을 수 있는 일종의 씨앗이 필요하 다. 멘토스 사탕의 표면은 이런 역할을 하기에 충분했던 것이다.
이를 가리켜 ‘핵화’ 라고 부른다.
그런데 여기서 중요한 것은, 이번 실험에서처럼 꼭 멘토스 사탕만이 반응을 일으킬 수 있는 것은 아니다. 핵화를 일으킬 만큼 거친 표면을 지니는 물질 이라면 어떤 것이든 된다. 이 사실은 내가 실험을 하는 도중 잘못해서 약간 의 모래가 들어갔는데 그때도 (물론 멘토스 사탕만큼은 아니지만) 기포가 많이 올라왔던 것으로서 추측할 수 있는 것이다.
그렇다면 이제, 다이어트 콜라가 가장 많이 기포가 발생하는 원인을 알아보 자.
다이어트 콜라가 다른 음료와 다른 것은 물론 맛을 내는 성분이 다르기도 하지만 아스파탐과 벤조산칼륨이라는 성분이 들어있다는 것이다. 아스파탐 은 보통 콜라에서 단맛을 낼 때 쓰이는 설탕보다 거의 200배의 단맛을 내는 물질로서 보통 콜라의 칼로리를 줄이는 게 목적인 다이어트 콜라에 들어있 다.
그렇다면 아스파탐과 벤조산칼륨이 들어있는 게 도대체 어떤 차이를 만드는 걸까?
수수께끼의 열쇠는 표면장력에 있다. 표면장력이란 액체의 표면이 스스로 수축하여 가능한 한 작은 면적을 취하려는 힘을 말하는데, 아스파탐과 벤조 산칼륨이 이 표면장력을 작게 만들어 준 것이다. 표면장력은 기포가 형성되 는데 방해물의 역할을 한다. 따라서 표면장력이 작으면 작을수록 기포가 잘 형성된다는 뜻이다. 아스파탐과 벤조산 칼륨뿐 아니라 멘토스 사탕의 표면 에 있는 코팅면 역시 한몫을 했다. 이 코팅 성분은 계면활성제 로 표면장력 을 더욱 떨어뜨리는 효과를 가져왔다.
5. 탐 구 결 론
탐구결과를 정리하자면, 다이어트 콜라에서 다이어트 콜라 속의 아스파탐, 벤조산칼륨이 다른 음료보다 반응을 더욱 많이 일으킨 원인이 된 것이다. 물론, 멘토스 사탕 자체의 계면활성제나 표면의 거친 정도 등이 다른 탄산 음료와의 반응도 일으키게 해주었다. 따라서 아스파탐 등이 안 들어가 있 는 탄산음료보다 다이어트 콜라가 반응이 더 잘 일어나는 것은 어쩌면 당연 한 일인 것 같다.
6. 더 알고 싶은 점
멘토스 사탕이 콜라와 일으키는 반응을 더욱 강하게 만들어 주는 물질 혹은 성분이 더 없는지 알고 싶다.
또, 멘토스 사탕에는 여러 가지 맛이 있는데 멘토스 사탕의 맛이 반응의 세 기와도 관련이 있는지 알고 싶다.
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