子供にもわかるように教えてください！

Question

今日、ある番組を見ていたら、コーラのような炭酸飲料とラムネ菓子を一緒に口に含むと、爆発をおこしたように、コーラが口の中から溢れ出していました。
また、コーラのボトルの中にラムネ菓子を入れると、コーラのほとんどが外にこぼれ出してしまいました。

な～んとなくですが、胃のバリウム検査をする時に、ラムネのようなものを飲まされ、決してゲップを出してはいけません！我慢してください！と言われるのを想像してしまったのですが・・・
どうして、そんな現象がおこるのでしょう？

c80s3xxx · Accepted Answer

#4 です．
#5 さんご紹介の動画はすばらしい．大変感心しました．

ところで，子どもにもわかるように，という部分が欠けていたので補足します．

コーラなどの炭酸飲料には二酸化炭素という気体が溶けています．これがピリピリする味のもとになります．
さて，水にものが溶けるというのは，たいがいの場合いくらでも溶けるわけではありません．ある程度以上には溶けません．この，いっぱいいっぱいに溶けた状態を「飽和している」といいます．満員電車のイメージです．
しかし，ラッシュアワーの満員電車は，もう入らないようなところに，さらにさらに人を押し込んでいたりします．もう中の人は苦しくて苦しくてひぃひぃ言っていて，本当はもう入らないはずなのですが，駅員さんとかが無理矢理外から押し込んだりして，なぜかもう少しは入ってしまいます．
ものが溶けるときも同じで，溶かし方によっては本来の限界を超えて溶けてしまうことがあります．このような状態を「過飽和」といいます．
この，限界を超えている状態は電車の例で考えてもわかるように，あまりにも無理があります．なので，ちょっとした弾みで外にあふれて，せめて本来の飽和状態に戻ろうとしています．
満員電車の場合，駅についてドアが開けば，その瞬間どどどーっと人が外に押し出されてくることになります．もし「過飽和」になっていなければ，ドアが開いても人はあふれてこないはずです．だから，ドアが開くこと自体が過飽和状態を解消しようとするきっかけといえるでしょう．
コーラの場合には，たとえばゴミ，容器の傷，そういったものがあるときっかけになります．割り箸をさらに途中で折ってギザギザの面を増やしてやって，それをコーラに入れると泡が盛大に出ます．じつは泡自体もこのきっかけになるため，いったん泡が出始めると盛大に泡が出るという傾向もあります．
ラムネ菓子は粉を固めたお菓子です．なのでその固まりの表面はでこぼこだし，粉同士の隙間があり，これ自体も泡と同じ性質があります．ということで，過飽和状態を解消するきっかけとして効くのです．
もしラムネ菓子を口に含んで完全に溶かしてからコーラを口に入れると，たぶん泡の大発生はおこらないでしょう．またおせんべとかはやはり吹き出してくるのではないでしょうか．いろいろと実験してみるといいと思いますよ．


ところで，ラムネ菓子は重曹の類はとくに入っていないようです．クエン酸の酸味と糖類の甘みだけみたいですね．重曹とクエン酸入りで口の中で発泡するお菓子もありましたが (商品名は失念)．

jencaf1873 · Answer

番組を見ていないのでht218さんが質問されている組み合わせはわかりませんが、アメリカ発で2006年夏頃から話題になっているのは、「ダイエットコーク＋メントス」ですね。

この組み合わせでコーラが噴出するメカニズムの科学的な解説がなかなかないのですが、参考URLが見たうちではまともだと思います。

さて、「子供にもわかるように」にチャレンジしてみましょう。

炭酸飲料の容器の中には、二酸化炭素が水に溶けきれないほど入れてあります。そっとふたを開けると、噴き出すことはないのですが、少しのことで溶けている二酸化炭素が泡に変わります。メントスは細かい粒でできていて、コーラに入れると短い時間で多くの泡を発生させるため、一気に体積が増えて瓶から溢れる（噴き出す）のです。

こんなところでしょうか。日本の「ラムネ菓子」でも同様のことが起こることは想像に難くありません。
バリウム検査の件は、anthraceneさんのご回答の通りに理解しています。

参考URL：http://amegan.com/blog/mtarchives/003742.html

c80s3xxx · Answer

コーラの場合と胃の検診のとはちょっと違います．
まず，コーラの場合，二酸化炭素が過飽和という状態になっています．つまり，本来の溶解できる限界を超えて無理矢理溶かし込まれている状態．なので，何かのきっかけがあれば，すぐに気体の二酸化炭素になって出てきます．
問題は「きっかけ」ですが，これはたとえば振動でもいいし，ゴミのようなものでもいいのです．ゴミがあると，そのゴミとコーラが接触する，そのどこかで泡の発生が始まり，いったん泡が発生し出せばそこで急激に二酸化炭素の追い出しが始まります．
このような事情はビールでも同じですが，ビールをそそぐグラスは徹底的にきれいでないとどうしてもグラスの面上でも泡が発生します．しかしガラスの表面はじつはかなり平らなので，汚れさえなければ壁面での泡の発生はあまりおこりません．逆にいうと，ビールやコーラを注いで，壁面に泡がつくようなグラスは，洗浄不十分とさえ言えます．
さて，ここに割り箸でもつっこんでみてください．激しく泡立つはずです．とくに割り箸を折った面とかを入れると効果的です．これは最初の泡の発生を助ける場所がたくさんあるために非常に効果的に泡の発生がおこります．
ラムネ菓子は粉を押し固めたもので，まずそれ自体が割り箸の断面のようにきわめてでこぼこです．なので，上記と同じようなことがおこります．表面がつるつるのキャンディーの類ではここまで効果的にはいかないでしょう．一方，小麦粉などでもうまくやれば効果的に泡が出ます．

胃の検査のときには最初に飲む粉が重曹と有機酸を含んでいるのでしょう．胃の中で両者が溶けて
NaHCO3 + H+ → CO2 + Na+ + H2O
というような反応で二酸化炭素が発生し，胃を膨らませるという仕掛けでしょう．

toagoo · Answer

少し曖昧ですが、ラムネに含有する重曹(重炭酸ソーダ）とコーラ中の
微量の炭酸（ややＰＨが酸性気味）が反応して　泡が発生と思う。

お風呂に入れる　バブも　タブレット中に重曹と弱酸が配合してあり
お湯で溶けて反応すると思います。

kuyt · Answer

No.2に補足（？）ですが　炭酸はH2CO3です

anthracene · Answer

これは二酸化炭素が発生して、ガスがぼわっと一気に出たため、前者では口からコーラがガスで押し出されてあふれ出て、後者では瓶からコーラが吹き出したんですね。

な～んとなく以下で書いてあるのも同じことでしょう。
飲まされた錠剤から、胃の中で二酸化炭素ガスが発生し、そのために風船のごとく胃が膨らむのでしょう。
それによって、胃のX線写真がきれいに撮影できるよ、ということですね。

子供に分かるように、ということですか。
まず、二酸化炭素ガスが発生して、これでコーラが押し出されたんだよ、ということを伝える。
なんで二酸化炭素が出るの？と言われると、子供さんがどれくらいの知識をお持ちかによりますが、小学生くらいだとすると・・・
難しいな。上記のことだけ伝えても納得してもらえるのでは、と楽観的に考えますが。
錠剤の中には、炭酸塩（多分、重曹NaHCO3だと思われ）が入っていて、これに酸をぶつけると、二酸化炭素が追い出されてきます。
コーラの場合だと炭酸ですね。
胃の場合だと胃酸です。
ちょっと私が自信が無いのは、コーラの炭酸っていうのは具体的に何の化合物なのか、というところです。
化学では、弱い酸は強い酸で追い出される、というのがあります。
胃酸は強い酸（塩酸と同じくらい）なので、弱い酸である炭酸を水中から追い出し、二酸化炭素を発生させることはできます。

ここら辺の理屈は高校くらいで習うので、そういうもんだ、と思ってもらっても支障は無いでしょう。

子供にもわかるように教えてください！

#4 です．

番組を見ていないのでht218さんが質問されている組み合わせはわかりませんが、アメリカ発で2006年夏頃から話題になっているのは、「ダイエットコーク＋メントス」ですね。

コーラの場合と胃の検診のとはちょっと違います．

少し曖昧ですが、ラムネに含有する重曹(重炭酸ソーダ）とコーラ中の

No.2に補足（？）ですが 炭酸はH2CO3です

これは二酸化炭素が発生して、ガスがぼわっと一気に出たため、前者では口からコーラがガスで押し出されてあふれ出て、後者では瓶からコーラが吹き出したんですね。

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No.2に補足（？）ですが　炭酸はH2CO3です