안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
탄산음료에 멘토스를 넣었을 때 분수처럼 세차게 뿜어져 나오는 현상은 화학적인 폭발이 아니라 이산화탄소가 순식간에 기체로 변하는 물리적인 현상입니다.
콜라 같은 탄산음료 안에는 엄청난 양의 이산화탄소 가스가 높은 압력으로 녹아 있습니다. 이 가스들은 물 분자들이 서로 끌어당기는 힘인 표면장력에 가로막혀 음료 속에 갇혀 있는데, 기포로 뭉쳐서 밖으로 탈출하려면 디디고 일어설 수 있는 표면의 굴곡이 필요합니다. 이를 과학계에서는 핵형성 자리라고 부릅니다. 멘토스는 겉보기에는 매끄러워 보이지만 실제로는 표면에 미세한 구멍이 무수히 뚫려 있는 다공성 구조를 가지고 있습니다. 사탕이 음료에 들어가는 순간 이 수많은 구멍들이 전부 가스가 모이는 자리가 되어 짧은 시간 동안 수억 개의 기포를 폭발적으로 만들어냅니다.
여기에 사탕과 음료의 성분도 반응을 부추깁니다. 멘토스 표면의 아라비아검과 젤라틴 성분은 물에 녹으면서 탄산음료의 표면장력을 약화시킵니다. 물 분자의 결합력이 느슨해지니 갇혀 있던 이산화탄소가 훨씬 쉽게 기포로 바뀔 수 있는 환경이 조성됩니다. 특히 설탕 대신 아스파탐 같은 인공감미료가 들어간 다이어트 콜라에서 반응이 격렬한데, 이 감미료 역시 표면장력을 극도로 떨어뜨리는 역할을 하기 때문입니다. 결국 사탕의 미세한 구멍들과 표면장력을 깨뜨리는 성분들이 결합하면서 병 속에 갇혀 있던 가스를 단 몇 초 만에 밖으로 밀어내며 분수처럼 솟구치게 됩니다.