是什么让可乐如此躁动
大家听说过“沸腾可乐”的游戏吗？就是让几位爱喝可乐的朋友先大把大把地吃曼妥思薄荷糖，而后迅速地畅饮可乐，此时在他们的肚子里就会发生非常剧烈的反应，甚至有可能导致可乐从嘴里喷涌而出，当然也有传闻说人的胃甚至可能都会被胀破！真的会有这么猛烈的反应吗？这里的可乐为什么会“沸腾”？化学能否解释其中的秘密呢？
先别着急，让我们一步步通过实验来解答这些疑问，带领大家走进一个神奇的化学世界。“危险的沸腾可乐游戏”这则新闻很容易在互联网上检索到，而且有不少人还表示自己曾经在家里尝试过这个实验。实验成功的关键是要选用大瓶子装的可乐（例如2L左右的），并且一次性加入比较多的曼妥思薄荷糖（最好是将糖放入纸筒内，对准可乐瓶口迅速准确地加入），随后就会看到非常壮观的现象了！（温馨提示：大家在家里做实验的时候，一定要注意周围的环境，避免喷出的可乐迫使你后面的几小时都在打扫卫生！）实验成功了，想必大家对其中的原理也很好奇。
其实想知道可乐为什么沸腾并不难，首先要对可乐和所加入的薄荷糖的具体化学成分有一个基本认识。找到让可乐产生沸腾现象的那种化学物质往往是化学研究的核心问题。所以，我们一定要先去搜集可乐和薄荷糖的食品标签，从标签的成分表中分析沸腾的可能原因。
从配料表中我们不难发现：可乐沸腾时喷出的是里面添加的二氧化碳（CO2）气体。平时可乐中的CO2气体是通过加压的方法溶解在水中的，所以我们喝可乐这样的碳酸饮料才会有那种麻麻的口感！顺便提一句：最早的碳酸饮料就是源于我们化学家的伟大发现。
科学故事
化学史上非常著名的氧气的发现者英国人普里斯特利最早将CO2气体溶解于水制备碳酸，这件事发生在1776年，而随后不久，碳酸饮料就被用于商业生产了。
碳酸饮料之所以得名，是因为CO2气体溶解于水时会发生下面的反应：
反应物和生成物中间的那个符号表示可逆反应，就是说生成碳酸的同时，也会重新生成CO2气体，这就是碳酸饮料会向外释放CO2气体的原因了。[1]
言归正传，我们假设：促使CO2气体猛烈喷出的东西是在薄荷糖的成分中。这是因为不加薄荷糖时可乐并不会非常剧烈地喷涌（其实CO2气体也在逸出，只不过是比较缓慢而不易被我们察觉，不信的话，你可以买一杯可乐之类的碳酸饮料，仔细观察液面上缓缓冒出的气泡）。那么，薄荷糖的最主要成分应当是化学上被称为“蔗糖”的东西，这种化学物质的分子式为C12H22O11。当然，大家也有可能会怀疑薄荷糖里的一些添加剂起到了关键作用，例如香精、果胶或者甜味剂，等等。是不是蔗糖令可乐中的CO2气体大量逸出而导致喷涌现象呢？
如果不加薄荷糖，而是加入其他物质，可乐是否也有沸腾的可能呢？
其实，有人在实验中发现不用薄荷糖而用白砂糖或者食盐也会出现相同的现象！真是山重水复疑无路，柳暗花明又一村啊！原来，还有很多物质也会引起可乐的沸腾，包括盐、沙子、碎玻璃片，等等，甚至在我们喝可乐的时候摇晃瓶子或者加入冰块时，也会出现气泡明显增多的现象。上述实验非常清楚地表明：引起沸腾必要的条件并不是这里面的化学物质，其原因更可能是物理作用！
这里我要强调一个重要的科学概念了。如果是由于不同的化学物质之间发生化学反应生成了新的物质，我们就可以说这里的主要原因是化学作用；而如果引起可乐沸腾的主要原因不是化学物质之间的反应，换句话说，跟物质的化学成分关系不大时，我们就可以说这里面主要是物理作用的结果。[1]
到这里，对可乐沸腾问题的研究就已经有突破了。真正起作用的不是糖本身和其中添加的化学成分，因为换成其他成分的化学物质也一样会有沸腾的可能。那么到底是什么因素促使了可乐的沸腾呢？
如果大家能在互联网上找到关于“过热水”和“暴沸”等方面的视频或讲解，对于我下面的分析可能会有很大帮助。其实，当液体中溶解有气体或者产生气体时，都需要一种固体的表面来促进液体中气体的逸出，我们把这样的固体表面称为气化中心。反之，如果液体中缺乏这样的固体表面即气化中心，液体中的气体就无法逸出，也就是说液体将无法正常地沸腾或气化。这样就会产生高于液体沸点的过热液体，而这种过热的液体是相当危险的，只要遇到了任何细小的杂质或固体表面，过热液体中的气体就会喷涌而出，溢出的气体会夹带着温度超高的液体一起向周围发动袭击，这对于缺少防范的我们来说是非常危险的！! ！从化学科学角度，我们把过热液体遇到固体杂质而导致的剧烈沸腾现象称为“暴沸现象”。注意这里的“暴”字是代表剧烈的意思，跟爆炸的“爆”不是一个意思。
科学原理
液体在沸腾的时候可以利用产生的蒸气来带走自身多余的热量而使液体的温度保持在这种液体的沸点上。例如在烧开水的过程中，水蒸气带走了热量而使水的温度保持在100℃（常压时）。理论上讲，只要水没有烧干，它的温度就会恒定在100℃而不会继续升温。
安全提示
对我们来说应该得到一个重大的教训：绝对不要用微波炉来烧开水！因为如果你家的水杯超级干净，水也超级干净的话，用微波炉烧水将极有可能产生上面我们提到的过热水，而这样的水潜伏着极端的危险！
于是我们终于可以揭开可乐沸腾的秘密了——表面粗糙的固体物质（曼妥思薄荷糖、盐、沙子，等等）起到了气化中心的作用，使可乐中的CO2气体产生了迅速逸出的“暴沸现象”。说得更具体些，就是因为可乐中的CO2气体是在加压条件下溶解进去的，回到了正常的压强条件下，本来CO2气体就特别想从可乐中逸出，可是苦于没有固体表面形成的气化中心，只得很不情愿地待在可乐里面。糖或者沙子恰好满足了气化中心的条件，所以就导致了可乐中CO2气体迅速喷涌的现象，即“暴沸现象”。
科学原理
几乎所有气体的溶解能力都会随着压强的增大而增大，所以当压强减小的时候，气体都会从溶解了它的液体中逸出。
弄清楚了可乐暴沸的来龙去脉，我们不禁会问：这么有趣的现象是否只能作为一种科学游戏而无所作为呢？气化中心难道只能引起这具有潜在危险性的暴沸现象吗？其实，气化中心在化学和我们的生活中都有很多特别重要的用途呢！只是以前我们不了解其中的道理，所以会对它熟视无睹。
先看看我们化学实验中的气化中心吧。请大家仔细观察镁条和盐酸发生反应的实验图片，要特别注意观察其中的细节现象哦！
镁条和盐酸的反应是中学化学里面的一个非常基础的化学反应，其产生的氢气会从溶液中逸出，我们会看到气泡。反应的方程式如下：
Mg+2HCl=MgCl2+H2（氢气）↑
可以非常清楚地观察到所有的气泡都是从镁条固体表面产生和逸出的，在电解水的实验中也可以看到类似的现象，气体都是从电极的表面逸出的。这就说明有了气化中心的存在也不一定会暴沸，反而气体更容易比较平缓地逸出，也就是说，预先加入固体，可以充当气化中心，不仅不会引起暴沸，反而可以防患于未然，起到防止暴沸的作用。所以实验室里总是在加热和蒸馏液体的时候加入沸石或碎瓷片来防止暴沸的发生。[2]
再看看我们的生活中，气化中心也无处不在。不仅科学研究需要防暴沸，在生活中煮牛奶时，也可以利用玻璃弹子来防止暴沸，避免牛奶加热过程中溢出来的问题。化学实验室里加热液体也吸取了这个教训，除了加入沸石外，加热的液体必须少于容器体积的1/3，也是为了防止液体喷出导致危险！
这里有必要解释一下家中烧水的问题。为什么我们烧开水时很少见到暴沸的现象呢？其实，那是因为咱们的水壶很不“干净”，里面有大量水垢。水垢[化学成分为碳酸钙（CaCO3）]是一种不溶于水的固体，恰好起到了气化中心的作用，使水蒸气可以比较平稳地逸出，从而防止了暴沸。没想到一个有趣的沸腾可乐原理居然还有这么多用处啊！
大家可能觉得这个问题研究完了，但其实才刚刚开始。你们有没有想过：难道只有液体变气体才需要气化中心吗？在液化（气体变液体）和凝固（液体变固体）等过程中是否也有液化中心和固化中心呢？你完全可以毫不犹豫地接受这两个概念，只要物质的状态发生改变，往往需要这样的类似气化中心的固体表面！而液化中心的概念会让你很轻松地理解人工降雨和降雪的主要原理，飞机撒播的干冰和碘化银就是充当了这个液化中心的角色，促进了降水也就是液化过程的实现，这和防止暴沸的原理其实是一样的！如果你还想了解固化中心的有趣实验，请上网检索“点水成冰”这个实验的视频，看完之后你所有的问题自然会迎刃而解，我就不再赘述了。到这里，沸腾可乐问题的研究就要告一段落了。各位是否仍然有些意犹未尽呢？那就让我给大家留个相关的引申作业吧，感兴趣的朋友可以进一步去感受化学研究的更多乐趣。
作业：再次回到可乐沸腾的游戏中来，大家可以登录相关网站查阅可乐沸腾的世界纪录，通过视频看到几千瓶可乐沸腾的壮观景象，让暴沸和气化中心这些科学名词永远活在你的脑海中！
作为一名富有经验的老师，我总觉得：富有趣味性的教学并不难，难的是怎么让大家领会到趣味里面的知识，看到热闹里面的门道，能让大家理解到科学的魅力和社会价值，那才是真正有生命力的化学课堂！这就是你的第一节“会呼吸的化学课”。怎么样？学得还开心吗？我会动用一切与化学和科学有关的工具来帮你解答生活和实际中感兴趣的问题，而在这样的过程中，你将再次重塑自己对于化学学科的内心印象，最终像我一样深爱上这门极富趣味性和哲理性的学科！因为你将发现：化学是那样的生机勃勃、调皮倔强而又对我们无比友善！