Experimente lockern den Unterricht auf, fördern die Aufmerksamkeit und machen neugierig auf naturwissenschaftliche Phänomene. Und dazu braucht es keine spezielle Ausstattung oder komplizierte Versuchsaufbauten. Nachfolgend finden Sie eine kleine Auswahl an anschaulichen Experimenten, die sich einfach mit alltäglichen Materialien aus dem Haushalt durchführen lassen. Probieren Sie es aus und experimentieren Sie los!
Regenbogen aus dem Glas
Bild 1: Die Kapillarkraft des Wassers bewirkt, dass der Regenbogen ganz von selbst zusammenwächst.
Thema: Kapillarwirkung
Benötigtes Material:
- 2 Gläser
- Küchenpapier
- wasserlösliche Fasermaler in Regenbogenfarben
- Wasser
- Schere
Durchführung des Experiments: Das Küchenpapier in einen schmalen Streifen schneiden, etwa so breit wie der Durchmesser der Gläser. An beiden Enden des Küchenpapiers einen etwa 3-4 cm langen Streifen in Regenbogenfarben anmalen. Die Gläser etwa zur Hälfte mit Wasser füllen und mit ein paar Zentimetern Abstand nebeneinanderstellen. Nun das Küchenpapier so über die Gläser legen, dass die bemalten Enden ins Wasser tauchen.
Beobachtung: Von den Enden ausgehend wird das Küchenpapier vollständig durchnässt. Die Farbe breitet sich ebenfalls zur Mitte hin aus, sodass der Regenbogen zusammenwächst.
Erklärung: Die Kapillarkraft des Wassers sorgt dafür, dass sich das Wasser durch die kleinen Hohlräume des Küchenpapiers hindurchbewegt. Das Wasser kann sich dabei sogar gegen die Schwerkraft bewegen. Die wasserlösliche Farbe der Fasermaler wird dabei mitgetragen. So kann der Regenbogen schliesslich zusammenwachsen.
Schwimmendes Teelicht
Bild 2: Das brennende Teelicht verbraucht den Sauerstoff im Glas und erwärmt die Luft. Erlischt es, kühlt sich die Luft wieder ab und es entsteht ein Unterdruck im Glas.
Thema: Unterdruck
Benötigtes Material:
- Teelicht
- tiefer Teller oder Schale
- Glas
- Feuerzeug
- Wasser
- Tinte oder Lebensmittelfarbe
Durchführung des Experiments: Das Teelicht in die Mitte des Tellers setzen und Wasser in den Teller füllen – ungefähr halb so hoch wie das Teelicht. Zur besseren Sichtbarkeit kann das Wasser vorher mit Lebensmittelfarbe oder Tinte eingefärbt werden. Das Teelicht anzünden und das Glas darüberstülpen.
Beobachtung: Nach kurzer Zeit geht das Teelicht aus. Ein Teil des Wassers wird in das Glas gesaugt. Dadurch steigt im Glas der Wasserstand, während er im Teller sinkt. Das Teelicht beginnt zu schwimmen.
Erklärung: Während das Teelicht brennt, erwärmt sich die Luft im Glas und dehnt sich aus. Das Teelicht benötigt Sauerstoff zum Brennen und erlischt, sobald der Sauerstoff im Glas verbraucht ist. Die Luft kühlt sich wieder ab und zieht sich zusammen. Dadurch entsteht ein Unterdruck im Glas. Weil die Glasöffnung von Wasser umgeben ist, kann keine Luft nachströmen, um den Unterdruck auszugleichen. Stattdessen wird das umgebende Wasser ins Glas gezogen und das Teelicht beginnt zu schwimmen. Da Luft nicht vollständig aus Sauerstoff besteht, strömt aber nicht die gesamte Wassermenge ins Glas.
Salz und Pfeffer trennen
Bild 3: Durch die statische Elektrizität werden die Pfefferkörner vom Stift angezogen. So lassen sich Salz und Pfeffer trennen.
Thema: Statische Elektrizität
Benötigtes Material:
- Teller
- Teelöffel
- grob gemahlenes Salz
- gemahlener Pfeffer
- Plastikstift oder Plastiklöffel
- Tuch aus Wolle oder Wollpullover
Durchführung des Experiments: Je einen Teelöffel Salz und Pfeffer auf den Teller geben und vermischen. Den Plastikstift kräftig an dem Wolltuch oder Pullover reiben. Dann den Stift langsam dicht über das Salz-Pfeffer-Gemisch bewegen.
Beobachtung: Die Pfefferkörnchen fliegen an den Stift und bleiben an ihm haften. Die Salzkörner bleiben auf dem Teller liegen.
Erklärung: Elektrizität ist überall, doch meistens bemerken wir sie gar nicht. Denn die Atome – winzige Bausteine, aus denen alle Gegenstände und Lebewesen bestehen – sind meistens elektrisch neutral: ihr Kern ist positiv geladen, ihre Hülle negativ, sodass sich die Ladungen gegenseitig aufheben. Wenn sich Gegenstände berühren, kann es jedoch vorkommen, dass Ladungen von einem Objekt zum anderen überspringen. Genau dies passiert, wenn der Plastikstift am Wolltuch gerieben wird. Negative Ladung springt vom Stift auf das Tuch über, es entsteht statische Elektrizität. Der Stift ist nun positiv geladen und kann andere Objekte anziehen – in diesem Fall den Pfeffer. Die Salzkörner sind schwerer als der Pfeffer und bleiben liegen. Wird der Stift allerdings zu dicht über dem Teller bewegt, kann die Anziehungskraft ausreichen, um auch die schwereren Salzkörner anzuziehen.
So schwimmt die Tomate
Bild 4: Die Dichte des Wassers steigt, je mehr Salz hineingegeben wird. Ist das Wasser schwerer als die Tomate, kann es sie tragen.
Thema: Höhere Dichte von Salzwasser
Benötigtes Material:
- kleine Tomate
- Glas
- Salz
- Teelöffel
- Wasser
Durchführung des Experiments: Wasser in das Glas giessen, bis es zu ¾ voll ist. Die Tomate vorsichtig in das Glas geben. Nun langsam Salz einstreuen und mit dem Teelöffel umrühren.
Beobachtung: Solange nur wenig Salz im Glas ist, passiert nichts, die Tomate bleibt am Boden des Glases liegen. Wird weiter Salz ins Wasser gegeben, beginnt die Tomate schliesslich, zur Wasseroberfläche aufzusteigen. Sie schwimmt.
Erklärung: Je mehr Salz ins Wasser gegeben wird, desto schwerer wird es. Anders gesagt: die Dichte des Wassers nimmt zu. Schliesslich hat das Salzwasser eine höhere Dichte als die Tomate. Das Wasser kann die Tomate tragen, sie steigt auf und schwimmt. Einen ähnlichen Effekt kann man beim Baden im Meer beobachten. Da das Meerwasser salzig ist, wird man dort leichter an der Wasseroberfläche getragen als im Schwimmbad oder Badesee. Gleiches gilt für Schiffe, die in Süsswasser (z.B. in Flüssen) tiefer einsinken als im dichteren, salzigen Meerwasser.
Wie Backpulver einen Luftballon aufpusten kann
Bild 5: Bei der Reaktion von Essig und Backpulver entsteht Kohlenstoffdioxid, das nach oben steigt und den Luftballon aufpustet.
Thema: Reaktion von Essig und Backpulver
Benötigtes Material:
- kleine Flasche
- Luftballon
- Tüte Backpulver
- Essig
- Schere
Durchführung des Experiments: Die Flasche etwa 2 cm hoch mit Essig füllen. Eine Ecke der Backpulvertüte abschneiden und das Backpulver vorsichtig in den Luftballon füllen. Dann die Öffnung des Luftballons über die Flaschenöffnung stülpen – dabei sollte der Luftballon neben dem Flaschenhals herunterhängen, sodass noch kein Backpulver in die Flasche gelangt. Nun den Luftballon senkrecht anheben, damit das Backpulver in die Flasche und den Essig rieseln kann.
Beobachtung: In der Flasche beginnt es sofort wild zu schäumen. Der Luftballon richtet sich auf und wird ein Stück aufgepustet. Nach einer Weile lässt das Brodeln in der Flasche nach.
Erklärung: Die Essigsäure und das Backpulver (Natriumhydrogencarbonat) reagieren heftig miteinander. Dabei entstehen Salz (Natriumacetat), Wasser und das Gas Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Kohlenstoffdioxid steht unter grossen Druck und steigt nach oben. Da der Luftballon die Flaschenöffnung abdeckt, kann das Gas nicht nach aussen entweichen und bläst deshalb den Luftballon auf. Die Reaktion findet solange statt, bis Backpulver und Essig verbraucht sind. Das entstandene Wasser und Salz setzen sich in der Flasche ab.
Farbenspiel mit Milch
Bild 6: Milch, Spülmittel und ein paar Tropfen Lebensmittelfarbe ergeben ein tolles Farbenspiel und veranschaulichen die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten.
Thema: Oberflächenspannung von Flüssigkeiten
Benötigtes Material:
- tiefer Teller
- Vollmilch
- flüssige Lebensmittelfarbe (2-3 Farben)
- Wattestäbchen
- Spülmittel
Durchführung des Experiments: Die Milch rund 2 cm hoch in den Teller giessen. Etwas warten, bis die Oberfläche der Milch einigermassen ruhig geworden ist. Von jeder Farbe vorsichtig einen Tropfen am Rand auf die Milch geben. Einen Tropfen Spülmittel auf das Wattestäbchen geben und es vorsichtig in die Mitte der Milch sowie in jeden Farbtropfen stupsen.
Beobachtung: Vom Kontaktpunkt des Wattestäbchens aus breiten sich die Farben ringförmig aus. Sie verdrängen sich gegenseitig und formen Spiralen. Ein tolles Farbenspiel entsteht.
Erklärung: Wie alle Flüssigkeiten besitzt Milch eine Oberflächenspannung. Diese Oberflächenspannung sowie das in der Milch enthaltene Fett verhindern, dass sich die Lebensmittelfarbe mit der Milch vermischt. Spülmittel (Tenside) können die Oberflächenspannung reduzieren. Bei Kontakt mit dem Spülmittel führt die verringerte Oberflächenspannung der Milch dazu, dass die Farbe zurückweicht. Das Spülmittel reagiert mit der Milch, löst das Fett und verändert die Moleküle der Milch. Dadurch entstehen spiralförmige Bewegungen an der Oberfläche, die durch die Farben veranschaulicht werden.
********************************
Vielen Dank an unsere Autorin Ines Dumke für die tollen Experiment-Ideen. Haben Sie etwas davon mit Ihrer Klasse ausprobiert? Wir freuen uns über ein Foto davon an blog@schubi.com. Weitere tolle Experimente finden Sie ausserdem in den beiden Lernhauskarteien Experimentehaus und dem Experimentelabor.
