Welchen chemischen Prozess löst das Hinzufügen von Mentos-Bonbons in einer Flasche Cola aus, der zu einer Fontäne führt?

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Das faszinierende Phänomen der Mentos-Cola-Fontäne ist entgegen der häufigen Annahme kein chemischer Prozess, sondern primär ein physikalischer Vorgang. Man nennt diesen Vorgang Nukleation (Keimbildung).

Hier sind die drei entscheidenden Faktoren, die zusammen die Fontäne auslösen:

1. Die raue Oberfläche (Nukleationspunkte)

Das ist der wichtigste Faktor. Auch wenn sich ein Mentos-Bonbon glatt anfühlt, ist seine Oberfläche unter dem Mikroskop extrem zerklüftet. Sie besteht aus Tausenden von winzigen Unebenheiten und Kratern.

  • In der Cola ist Kohlendioxid ($CO_2$) unter hohem Druck gelöst. Das Gas „möchte“ eigentlich entweichen, braucht dafür aber einen Startpunkt (einen sogenannten Nukleationskern).
  • Die winzigen Unebenheiten auf dem Mentos bieten Millionen solcher Startpunkte gleichzeitig. Sobald das Bonbon die Flüssigkeit berührt, bilden sich schlagartig überall am Bonbon Gasblasen.

2. Schnelles Absinken

Mentos-Bonbons sind relativ schwer und haben eine hohe Dichte. Dadurch sinken sie sehr schnell zum Boden der Flasche.

  • Während das Bonbon nach unten fällt, löst es auf dem gesamten Weg zum Boden eine Kettenreaktion aus.
  • Das Gas wird im unteren Teil der Flasche freigesetzt und drückt beim Aufsteigen die darüber liegende Flüssigkeit mit enormer Kraft aus der engen Flaschenöffnung nach oben.

3. Herabsetzung der Oberflächenspannung

Hier kommen doch ein paar Inhaltsstoffe ins Spiel, die den Effekt verstärken:

  • Gummi arabicum und Gelatine: Diese Inhaltsstoffe des Mentos-Bonbons lösen sich auf und verringern die Oberflächenspannung des Wassers. Das macht es dem $CO_2$ noch leichter, neue Blasen zu bilden.
  • Aspartam (in Light-Produkten): Diet Coke (oder Cola Zero) funktioniert meist besser als normale Cola. Das liegt daran, dass der Süßstoff Aspartam die Oberflächenspannung der Flüssigkeit stärker senkt als Zucker, was die Blasenbildung beschleunigt. Zudem klebt die zuckerfreie Variante nach der Explosion weniger.

Zusammenfassung

Es findet keine neue chemische Verbindung statt (wie etwa bei Essig und Backpulver). Stattdessen wird das bereits in der Cola vorhandene, gelöste $CO_2$-Gas durch die poröse Oberfläche des Bonbons schlagartig aus der Flüssigkeit verdrängt. Die Flaschenform wirkt dabei wie eine Düse, die das Gemisch aus Gas und Schaum nach oben schießt.