탄산음료에 가루 형태의 설탕이나 멘토스 캔디를 넣으면 거품이 폭발적으로 뿜어져 나오는 이유가 무엇인가요?

Question

탄산음료에 가루 형태의 설탕이나 멘토스 캔디를 넣으면 거품이 폭발적으로 뿜어져 나오는데요, 이렇게 캔디 표면의 수많은 미세 기공이 음료 속에 과포화 상태로 녹아 있던 이산화탄소 기체가 발생하는 원리가 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

탄산음료에 멘토스를 넣으면 거품이 폭발하는 현상은 화학 반응이 아닌 물리적인 상태 변화입니다. 탄산음료는 높은 압력으로 이산화탄소를 강제로 녹여놓은 불안정한 과포화 상태입니다. 기체 분자들은 밖으로 탈출하고 싶어 하지만, 액체의 표면장력 때문에 스스로 기포를 만들기가 어렵습니다. 기체가 방울로 뭉쳐 발출되려면 중심점 역할을 하는 핵생성 자리가 필요합니다.

​멘토스 표면은 매끄러워 보이지만 현미경으로 보면 무수한 미세 기공과 거친 홈으로 가득 차 있습니다. 이 기공 속에 갇혀 있던 미세한 공기층이 음료와 만나는 순간 이산화탄소 분자들이 순식간에 모여 기포를 터뜨리는 완벽한 핵생성 자리가 됩니다.

​여기에 밀도가 높은 캔디가 바닥으로 빠르게 가라앉으며 음료 전체의 이산화탄소를 연쇄적으로 자극합니다. 동시에 멘토스의 아라비아검과 젤라틴 성분이 음료의 표면장력을 약화시켜 기포가 더 쉽게 커지도록 돕습니다. 결국 표면의 미세 기공이 기체 생성 촉매가 되고 성분상의 결합이 더해져 거품이 분수처럼 뿜어져 나오는 것입니다.