核心概念
化學
反應
過飽和
成核
引言
你可能見過把曼妥思糖果加入無糖可樂瓶中發生的反應。由此產生的噴發威力強大，甚至可能很危險，並且是許多線上影片的來源！雖然很多人都熟悉這種反應，但很少有人瞭解其背後的科學原理。曼妥思加蘇打水實際上不是化學反應，而是一種稱為成核的物理反應。在這個活動中，我們將透過向蘇打水中新增一些不尋常的成分，來探索較小規模的蘇打水中的成核現象！
背景知識
碳酸飲料，如蘇打水，處於過飽和狀態，這意味著蘇打水完全飽和了二氧化碳 (CO2)。一旦任何溶液過飽和，它通常無法容納更多的飽和物質。例如，如果你連續向一杯水中加糖，最終你會達到一個點，糖只是沉到杯底，而不會溶解到水中。但是，如果你加熱糖和水的溶液，水將能夠接受比冷水或室溫時更多的糖。一旦加熱的水冷卻到室溫，它將過飽和糖——溶解在水中的糖比在室溫下正常情況下可能溶解的糖要多。
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以類似的方式向水中新增二氧化碳來製成蘇打水。水已經過飽和了二氧化碳，然後裝瓶密封以保持二氧化碳溶解在蘇打水中。二氧化碳總是試圖從蘇打水中逸出，一旦開啟蘇打水瓶，你會看到許多小氣泡形成，從溶液中冒出來。
材料
兩罐冷藏蘇打水
一湯匙糖
一湯匙鹽
一湯匙油
四個杯子
量杯（能夠測量四分之一杯）
茶匙
準備工作
將四分之一杯蘇打水倒入每個杯子中。
步驟
慢慢地將一湯匙糖加入第一個杯子中。當你加入糖時，蘇打水會發生什麼？注意反應，以及你聽到的、看到的甚至聞到的東西！
移到下一杯蘇打水。慢慢加入一湯匙鹽。當你加入鹽時，蘇打水會發生什麼？注意反應，以及你聽到的、看到的和聞到的東西。
移到下一個杯子，慢慢加入一湯匙橄欖油。當你加入油時，蘇打水會發生什麼？注意反應，以及你聽到的、看到的和聞到的東西。
品嚐第四杯蘇打水（沒有新增任何東西）。這是你的對照蘇打水。
用茶匙品嚐少量加入糖的蘇打水。你注意到對照蘇打水和加糖的蘇打水在味道上有什麼不同嗎？哪一種味道更起泡？
如果你願意，可以比較你的對照蘇打水和加糖蘇打水與加鹽和加油的蘇打水的味道。（品嚐少量測試蘇打水！）你注意到對照蘇打水與加鹽和加油的蘇打水在味道上有什麼不同嗎？哪一種味道更起泡？它們與加糖的蘇打水相比如何？
額外：嘗試在你的蘇打水中加入少量其他可食用的廚房配料，如麵粉或小蘇打。觀察反應！
觀察和結果
在這個活動中，你在蘇打水中添加了不同的廚房化合物並觀察了反應。你應該注意到，當你加入鹽和糖時，蘇打水會起泡，並且大量的氣泡會升到飲料表面。你也應該觀察到氣體逸出的景象和聲音，以及當你品嚐時蘇打水中的氣泡減少了。然而，新增油對蘇打水中的氣泡幾乎沒有影響。造成這種情況的原因與二氧化碳如何進入蘇打水以及進入後如何表現有關。
蘇打水過飽和了二氧化碳，這些二氧化碳正等待著逸出。加入糖和鹽給了二氧化碳氣體逸出蘇打水的機會。在某些條件下，例如此活動中的條件，過飽和溶液會比單獨放置時更快地釋放溶解在其中的物質。當你向蘇打水中新增糖或鹽時，每個杯子中的二氧化碳會附著在糖或鹽顆粒上的微小凸起上。這些微小的凸起被稱為成核位點，當二氧化碳形成氣泡並逸出時，會給二氧化碳提供在蘇打水中附著的東西。相比之下，油分子比鹽和糖的顆粒具有更少的粗糙點，因此成核位點更少。因此，當你向蘇打水中新增油時，二氧化碳逸出的速度更慢。
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