Wie verändert Seife das Wasser?
Material
- 1 Glas
- 1 Schüssel
- 1 Nähnadel
- 1 Rasierklinge
Durchführung
Die Schüssel bis an den Rand (!) mit Wasser befüllen. Ein Stück Papierserviette, etwas kleiner als das Glas, auf das Wasser legen, darauf vorsichtig den Metallgegenstand. Nach kurzer Zeit saugt sich das Papier mit Wasservoll und sinkt ab. Die Büroklammer bleibt auf der Oberfläche. Einen Spritzer Seife aufs Wasser geben - sofort sinken die Gegenstände ab.
Erklärung
Es scheint, als sei das Wasser von einer dünnen Haut überzogen. Dieser Eindruck
einer feinen, tragfähigen Haut entsteht, weil sich die kleinsten Teilchen
(Moleküle) des Wassers gegenseitig anziehen und sich nicht (z.B. durch eine
Büroklammer) voneinander trennen lassen möchten. Man nennt diese Erscheinung
"Oberflächenspannung". Durch sie kann z.B. auch ein Wasserläufer auf dem Wasser
laufen.
Seife und Geschirrspülmittel zerstören die Oberflächenspannung des Wassers, denn
sie verringern die gegenseitige Anziehungskraft der Wasserteilchen. Die
Seifenmoleküle bilden eine Art Kugel um jeweils einige Wassermoleküle und schirmen
sie so von den anderen Wassermolekülen ab.
Methodische Hinweise
- Damit der Versuch funktioniert, müssen die Gegenstände vollkommen frei von Spülmittelrückständen sein: das heißt, vorher gründlich mit Leitungswasser abspülen, wichtig auch bei Geschirr aus der Spülmaschine.
- Einleitung/Motivation: Kinder sollen schätzen, wie viele Büroklammern in ein Glas voller Wasser gegeben werden können, bevor es überläuft (funktioniert auch gut mit Münzen!). Überleitung: Kann Wasser diese Gegenstände aus Metall vielleicht auch tragen?
- Als Ausklang zum Thema Wasser eignet sich z.B. eine "Wassertropfenmeditation": Kinder erleben Wasser dabei als kostbares Gut und spüren dem Kreislauf des Wassers nach.
- Büroklammern
- 1 Papierserviette
- Seife oder Geschirrspülmittel
Ergänzungsversuche "Wasserhaut"
Ein weiterer Versuch zeigt, wie sich die Oberflächenhaut durch Spülmitteleinsatz
zusammenzieht: Vorsichtig Streichhölzer so aufs Wasser legen, dass sie ein Dreieck
bilden. Dann in die Mitte des Dreiecks ein wenig Spülmittel tropfen. Die
Streichhölzer schießen nach außen weg. Vergleichbar mit einem platzenden Luftballon
reißt das Oberflächenhäutchen und setzt die Streichhölzer in Bewegung. Man kann
auch einen Faden an beiden Enden zusammenbinden und in die Mitte ein wenig
Spülmittel tropfen: Der Faden, der vorher locker geschlängelt auf dem Wasser
schwimmt, spannt sich sofort zu einem Kreis.
Damit die Kinder den veränderten Zusammenhalt der Wassermoleküle am eigenen Körper
erleben können, bietet sich eine Übung im Turnsaal an: Die Kinder spielen
Wassermoleküle und reichen sich in einer gegenüberstehenden Zweierreihe die Hände,
um gemeinsam ein darauf liegendes Streichholz (= Kind, das auf den Händen liegt) zu
halten (Matratze darunterlegen!). Anschließend dürfen die Kinder ihre Hände in
Seifenwasser tauchen und das Gleiche noch einmal versuchen. Das "Streichholz-Kind"
kann nicht mehr gehalten werden (fällt auf die Matratze), weil die seifigen Hände
auseinanderrutschen, der Zusammenhalt der Wassermoleküle ist gestört.
Literatur:
Köthe Rainer, 2001: 175 Experimente aus Physik, Chemie und Biologie. Tessloff
Verlag, Nürnberg. Krekeler Hermann, Rieper-Bastian
Marlies, 2000/2007: Spannende Experimente: Naturwissenschaft spielerisch erleben.
Ravensburger Buchverlag, Ravensburg.