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Spannende Experimente

... für kleine und große Salzforscher

Das Gummibärchen-Experiment

Forschen und Staunen

Material:
- fünf Gläser
- fünf Löffel
- Essig, Öl, Natron (alternativ: Backpulver), Wasser, Salz
- Papierkärtchen und Stift
- Gummibärchen

Durchführung:
- Gebt etwas Öl in das erste Glas und in das Zweite Essig. Die anderen drei Gläser füllt ihr mit Wasser.
- Nun rührt in ein Wasserglas einen Teelöffel Salz und in ein anderes einen Teelöffel Natron.
- Beschriftet die Gläser, damit nichts durcheinandergerät.
- Legt in jedes Glas drei bis vier Gummibärchen.
- Das Experiment lassen wir nun mindestens 24 Stunden aufgebaut, wobei ihr immer mal wieder nachschauen könnt, ob sich schon etwas verändert hat.
- Am Ende holen wir die Gummibärchen heraus und vergleichen sie.

Was passiert?:
- Die Gummibärchen verändern sich unterschiedlich stark in den jeweiligen Flüssigkeiten. Einige werden größere, andere schrumpelig. Einige verlieren ihre Farbe und werden farblos, während sich bei anderen gar nichts verändert.
- Das Gummibärchen im Öl hat sich gar nicht verändert, der Bär im Essig hat sich aufgelöst und der Bär im Wasser ist auf die doppelte Größe gewachsen. Auch das Gummibärchen im Natronwasser ist ziemlich gewachsen, während der Salz-Bar nur minimal seine Größe verändert hat, dafür aber weiß und milchig geworden ist.

Warum?:
- Der Gummibärchen im Öl hat sich gar nicht verändert, weil das Öl den Bären vor Mikroorganismen schützt, indem es ihn luftdicht umschließt. Das Einlegen von Lebensmitteln in Öl gehört zu den ältesten natürlichen Konservierungsmethoden.
- Die Säure in dem Essig ist dafür verantwortlich, dass sich der Bär im Essig vollständig zersetzt hat.
- Die Bären im Leistungs-, Salz- und Natronwasser haben jeweils ihre Farbe verloren, da sich der Zucker und die Farbe im Wasser auflösen.
- Gummibärchen werden mit Gelatine hergestellt, die sich wie ein Schwamm mit Wasser vollsaugt. Dadurch ist der Bär in dem Leistungswasser auf seine dreifache Größe gewachsen. Das sind auch die Bären im Natronwasser
- Der Bär im Salzwasser ist allerdings nur leicht gewachsen, da sich das zugefügte Salz auf die Flüssigkeitsaufnahme auswirkt. Dieses Phänomen nennt man Osmose.

Mini-Kläranlage

Wir bauen ein Wasser filterndes Klärwerk

Material:
- vier gleich große Blumentöpfe (aus Plastik)
- einige Tonscherben
- Kies und Sand (gewaschen)
- Erde
- einen Kaffeefilter
- einen mittelgroßen Kieselstein
- zwei große Einmachgläser
- Eimer mit verschmutztem Wasser

Durchführung:
- Legt jeweils ein bis zwei große Tonscherben auf den Boden von drei Blumentöpfen.
- Nun befüllt die drei Töpfe jeweils bis zur Hälfte: den ersten mit Kies, den zweiten mit Sand und den dritten mit Erde.
- In den vierten Topf steckt ihr den Kaffeefilter, auf dessen Boden ihr den Kieselstein als Beschwerer und Abstandshalter legt.
- Diesen stellt ihr auf ein leeres Einmachglas und darauf steht der Topf mit Sand, dann der mit Erde und zuletzt der Topf mit Kies.
- Nun gießt ihr das Schmutzwasser langsam in den obersten Topf und wartet ab.
- Zum Vergleich gebt ihr noch ein wenig Schmutzwasser in das zweite Einmachglas.

Was passiert?:
- Das dreckige Wasser sickert langsam durch alle Töpfe hindurch und sammelt sich unten im Einmachglas.
- Im Gegensatz zum ungefilterten Schmutzwasser im zweiten Glas wirkt das Wasser sauberer und klarer, da die Schmutzpartikel in den unterschiedlichen Schichten hängen geblieben sind.

Warum?:
- Die großen Tonscherben verhindern, dass Kies, Sand und Erde durch die Löcher der Topfböden sickern.
- Durch den Aufbau wird das Schmutzwasser im obersten Topf mit dem Kies erst grob und dann weiter unten immer feiner gefiltert.
- Dabei bleiben die Schmutzteile an den verschiedenen Materialien in den Töpfen hängen und im Kaffeefilter sammelt sich sogar der feine Schmutz.
- Aber Vorsicht, ihr erhaltet in eurer Minikläranlage kein Trinkwasser, da Krankheitserreger nicht herausgefiltert werden.

Wie unsere selbstgebaute Kläranlage funktioniert auch auf natürliche Weise die Aufbereitung unseres Grundwassers. Diese Wasserreserven bilden sich aus dem Regen, der im Boden versickert. Auf seinem Weg durch Erde, Sand und Stein durchläuft das Regenwasser eine Art natürliche Kläranlage.

Let´s make rain!

Wie der Regen von den Wolken fällt

Material:
- Glas, gefüllt mit Wasser
- Rasierschaum
- Lebensmittelfarbe
- Pipette

Durchführung:
- Gebt eine dünne Schicht Rasierschaum auf die Wasseroberfläche.
- Nun tropft etwas Lebensmittelfarbe mit einer Pipette darauf.
- Beobachtet, was sich verändert!

Was passiert?:
- Nach einigen Minuten fallen einzelne Tropfen der Lebensmittelfarbe durch den Rasierschaum in das Wasser und setzen sich am Boden ab.

Warum?:
- In unserem Experiment stellt das Wasser in dem Glas die Luft in unserer Atmosphäre dar. Unsere Wolken, die aus Wasserdampf bestehen, ist der Rasierschaum und die Lebensmittel kennzeichnet die Wassertropfen.
- Das Wasser in den Wolken wird immer schwerer, sodass sich Tropfen bilden. Diese lässt die Schwerkraft dann als Regen auf die Erde fallen. Dies zeigt uns die Lebensmittelfarbe, die als Wassertropfen durch den Wassertropf hindurch auf die Erde am Grund des Glases sozusagen regnet.
- Wie der Regen auf die Erde fällt, ist natürlich von den verschiedenen Typen der Wolken und wie sie sich ändern, wenn es windig oder stürmisch wird, abhängig. Das Grundprinzip bleibt dabei dasselbe.

Chlor als Bleichmittel

Wie entfärbe ich Textilien und Blumen?

Material:
- zwei Reagenzgläser mit Stopfen
- Schutzbrille und Schutzhandschuhe
- 2 Blüten
- 2 kleine Stücke Stoff aus Naturmaterialien
- Pinzette
- Haushaltsüblicher Chlor aus dem Supermarkt

Durchführung:
- Füllt in das erste Reagenzglas einige Zentimeter Chlor, taucht die Blüte mit Hilfe der Pinzette in die Flüssigkeit und verschließt es mit dem Stopfen.
- Wiederholt dies beim zweiten Reagenzglas, wo ihr ein Stück Stoff hinzufügt.
- Nach einer Weile könnt ihr die Blüte und den Stoff wieder herausnehmen und genauer betrachten. Legt zum Vergleich die zweite Blüte sowie den unbehandelten Stoff daneben.

Was passiert?:
- Sowohl die Blüte als auch der Stoff haben rasch die Farbe verloren.

Warum?:
- Das Chlor reagiert mit Wasser zu einem Gemisch von Chlorwasserstoff und hypochloriger Säure. Diese ist jedoch nicht stabil und zerfällt weiter zu Salzsäure und atomarem Sauerstoff.
- Die eigentliche Bleichwirkung geht somit nicht vom Chlor selbst aus, sondern vom gebildeten atomaren Sauerstoff.
- Die stark oxidierende Wirkung von Chlorwasser und feuchtem Chlorgas können wir somit zum Bleichen nutzen, also zur oxidativen Zerstörung von Farbstoff. Ebenso kann es zum Desinfizieren, der der oxidativen Zerstörung von Bakterien eingesetzt werden.

!Achtung!: Da Chlor giftig ist, dürft ihr den Versuch nur gemeinsam mit euren Eltern durchführen. Zusätzlich müsst ihr für eine gute Raumdurchlüftung sorgen. Zieht am besten alte Kleidung und Schutzhandschuhe an, damit eure Haut und die Textilien nicht beschädigt werden.

Farbwechsel

Natürliche Indikatoren

Material:
- 4 Gläser
- 4 TL Essig
- 4 TL Orangensaft
- ½ TL Waschpulver
- Wasser
- 4 TL Rotkohlsaft (z.B. aus einem Rotkohlglas oder selbst eingefärbt)

Durchführung:
- In das erste Glas füllst du vier Teelöffel Essig.
- In das zweite vier Teelöffel Orangensaft.
- Das Waschpulver vermischt du mit vier Teelöffel Wasser im dritten Glas.
- Das vierte Glas enthält nur vier Teelöffel Wasser.
- Zu jeder dieser vier Testflüssigkeiten gibst du jeweils einen Teelöffel des violetten Rotkohlwassers (entweder aus dem Rotkohlglas oder selbst eingefärbt)
- Beobachte, was passiert!

Was passiert?:
- Die vier Testflüssigkeiten verfärben sich unterschiedlich, sobald du den violetten Saft hinzufügst.

Warum?:
- Der Rotkohl enthält einen Farbstoff, der seine Farbe verändert, wenn er mit Laugen oder Säuren in Kontakt kommt. Dieser Farbstoff ist also ein Indikator, der anzeigt, ob eine Flüssigkeit sauer oder basisch ist.
- Die ersten beiden Mischungen mit dem Essig und Orangensaft sind sauer, weswegen sie sich durch die Zugabe des Indikators rötlich verfärben.
- Das in Wasser gelöste Waschpulver ist hingegen basisch und es wird durch den Rotkohlsaft bläulich.
- Die Mischung aus Wasser und Saft im vierten Glas bleibt natürlich violett.

Eine Tomate lernt schwimmen

Warum wir im Toten Meer nicht untergehen – die Dichte

Material:
- ein Glas
- eine Cocktailtomate
- Salz
- Teelöffel
- Wasser

Durchführung:
- Fülle das Glas fast voll mit Wasser.
- Gebe die Tomate in das Glas und beobachte, was passiert.
- Als nächstes gibst du einen Löffel Salz in das Wasser, rührst das Ganze um und wartest ab, bis das Wasser wieder einigermaßen klar ist.
- Diesen Schritt kann du bis zu viermal wiederholen. Schau in der Zwischenzeit immer wieder, was mit der Tomate passiert.

Was passiert?:
- Am Anfang fällt die Tomate im Süßwasser bis auf den Grund des Glases.
- Je mehr Salz wir einrühren, desto höher steigt die Tomate. Sie lernt quasi schwimmen.
- Am Ende schwimmt die Tomate sogar ganz oben.
- Das Leitungswasser muss sich also durch die Zugabe von Salz so verändert haben, dass die Tomate schwimmt. Die Tomate selbst hat sich ja nicht verändert.

Warum?:
- Wenn die Tomate am Anfang in das Glas mit Süßwasser gegeben wird, verdrängt sie etwas Wasser, denn sie braucht ja Platz. Sie sinkt dabei, weil sie schwerer ist, als die Menge an Wasser, die sie verdrängt.
- Durch die Zugabe von Salz wird das Wasser im Glas schwerer, da Salzwasser im Vergleich schwerer als Leitungswasser ist.
- Nun beginnt die Tomate im Salzwasser immer weiter aufzusteigen, weil sie jetzt immer leichter wird als die Menge an Salzwasser, die sie verdrängt, bis sie schließlich oben schwimmt.
- Die Naturwissenschaftler nennen dieses Phänomen Dichte: Das Salzwasser hat eine höhere Dichte als normales Süßwasser, da sich die kleinen Salzteilchen in die Zwischenräume der Wasserteilchen drängen. Somit hat das Salzwasser auch eine höhere Auftriebskraft, die ein Absinken der Tomate verhindert, und diese schwimmen kann.
- Dazu haben sie auch eine generelle Regel aufgestellt: Ein Gegenstand schwimmt, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt. Ein Gegenstand sinkt, wenn er schwerer ist als das Wasser, das er verdrängt.

Übrigens:
Das Tote Meer ist so salzig und hat daher eine so hohe Dichte, dass wir darin schwimmen können, ohne uns zu bewegen und ohne unterzugehen.

Salz & Pfeffer trennen

Material:
- Salz & Pfeffer
- einen Teller
- einen Luftballon

Durchführung:
- Vermischt die gleiche Menge Salz und Pfeffer auf einem Teller.
- Reibt nun mit einem ausgeblasenen Luftballon einige Male an eurem T-Shirt aus Wollstoff.
- Haltet nun den Luftballon in geringem Abstand über die Gewürze.

Was passiert?:
- Blitzartig fliegen einige Pfefferkörner hoch und bleiben an dem Luftballon kleben. Sie werden so von dem Salz getrennt.

Warum?:
- Beim Reiben an dem Wollstoff lädt sich der Ballon elektrisch auf: Elektrizität ist nämlich nicht nur das, was als Strom aus der Steckdose kommt. Sie ist auch Naturkraft und Bestandteil des Universums, denn alles um uns herum besteht aus Atomen.
- Diese Atome enthalten Teilchen, die elektrische Ladung tragen: der Kern eines Atoms ist positiv geladen und zieht Elektronen an, die negativ geladen sind. Diese Ladungen heben sich gegenseitig auf, sodass ein Atom elektrisch neutral ist.
- Wir spüren Elektrizität also selten, weil die Ladungen der Atome meist ausgeglichen sind.
- Wenn wir unseren Ballon nun an dem Stoff reiben, können negativ geladene Elektronen vom Stoff auf den Ballon überspringen. Es entsteht die sogenannte die statische Elektrizität, also ein Ungleichgewicht an negativ und positiv geladenen Elektronen
- So geladen wirkt der Ballon auf beide Gewürze anziehend: da die Pfefferkörner aber leichter sind als die Salzkörner, überwinden sie die Schwerkraft zuerst und springen an den Ballon, wo sie kleben bleiben.
- Nach einiger Zeit lässt die elektrische Ladung nach und die Gewürze fallen wieder ab. Sie kann aber durch erneutes Rubbeln wiederhergestellt werden.

Dieses Phänomen kennen wir aber noch von vielen weiteren Dingen: so können wir unsere Haare mit einem elektrisch geladenen Ballon anziehen oder wir verwendet anstatt des Luftballons einen Plastiklöffel.

Die statische Elektrizität entdeckte übrigens der Grieche Thales schon vor über 2.500 Jahren, als er herausfand, dass Bernstein kleine Strohstücke anzieht, wenn der Stein vorher über ein Tuch gerieben wird. Von „elektron“, dem griechischen Wort für Bernstein, ist deshalb auch der Begriff „Elektrizität“ abgeleitet.

Der Seifenmotor

Der einfachste Antrieb der Welt

Material:
- Stück Seife
- Flüssigkleber, Schere
- Papier
- Streichholzschachtel
- Klebeband
- Schüssel / Wanne mit Wasser

Durchführung:
- Aus dem Papier schneidet ihr ein dreieckiges Segel zu und klebt es an ein Streichholz.
- Dann umwickelt ihr die Streichholzschachtel mit Klebeband und klebt auf die Hälfte der unteren Seite das Seifenstück fest. Oben befestigen wir den Segelmast.
- Nun setzt ihr das Schiff vorsichtig in eine mit Wasser befüllte Schüssel oder Wanne.

Was passiert?:
- Das Schiffchen fährt scheinbar wie von Geisterhand über das Wasser.

Warum?:
- Die Seife löst sich im Wasser auf und die Seifenteilchen zerstören dabei die Struktur der zuvor geordneten Wasserteilchen.
- Die Oberflächenspannung des Wassers wird dadurch herabgesetzt und die Wasserteilchen geraten in Bewegung.
- Das Schiff wird durch das Zurückdrängen der Wasserteilchen nach vorne gestoßen, sodass es über das Wasser zu fahren scheint.

PS: Wenn eure Schiffchen etwas schneller über das Wasser gleiten sollen, dann gebt noch etwas Spülmittel zum Wasser hinzu.