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Apr 12, 2024

Sommerferienwissenschaft: Drei Experimente, die Sie mit Kindern zu Hause ausprobieren können

Stephen Ashworth, Professor für chemische Physik und Wissenschaftskommunikation an der University of East Anglia, erhält gelegentlich über eine Reihe von Fördermitteln Fördermittel von Einrichtungen wie der Royal Society of Chemistry

Professor für chemische Physik und Wissenschaftskommunikation, University of East Anglia

Stephen Ashworth erhält gelegentlich über verschiedene Wege Fördermittel von Organisationen wie der Royal Society of Chemistry, um meine Küchenchemie-Wissenschaftsshows durchzuführen. Ich wurde auch von meiner Institution finanziert, um diese Wissenschaftsshows international durchzuführen. Das Kitchen Chemistry Outreach Project ist ein Einzelunternehmen mit gemeinnützigen Zielen. Dieser Artikel basiert auf dem Material, das ich für diese Wissenschaftsshows verwendet, angepasst und entwickelt habe. Ich gebe dies im Interesse vollständiger Transparenz offen.

Die University of East Anglia stellt als Mitglied von The Conversation UK finanzielle Mittel bereit.

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Die Schulsommerferien sind in vollem Gange. Wenn Sie ein Elternteil sind, werden Sie es vielleicht leid, „Mir ist langweilig!“ zu hören. hallt durch Ihr Zuhause – besonders an regnerischen Tagen, wenn alle drinnen festsitzen.

Aber so ziemlich jede Küche kann auch als Chemiebaukasten dienen. Hier sind einige Experimente, die Sie zu Hause mit Ihren schulpflichtigen Kindern ausprobieren können, indem Sie Dinge verwenden, die Sie in der Nähe Ihres Zuhauses finden können.

Sie können Blasen in der Luft hängen lassen, indem Sie in einer Schüssel eine Schicht Kohlendioxid erzeugen, auf der sie schwimmen können.

Zunächst benötigen Sie etwas Seifenblasenmischung und einen Zauberstab. Möglicherweise haben Sie bereits gekaufte Seifenblasen zu Hause oder Sie stellen eine Seifenblasenmischung her, indem Sie einen Teil Spülmittel mit sechs Teilen Wasser vermischen. Sie können einen Seifenblasenstab herstellen, indem Sie das Ende eines Drahtstücks zu einem Kreis drehen.

Dann ist es an der Zeit, Kohlendioxid zu erzeugen – ein Gas, das aus Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen besteht. Kohlendioxid ist dichter als Luft und bleibt daher am Boden einer Schüssel, solange es keine Luftströmungen gibt, die es wegblasen.

Hinweis: Das Einatmen von Luft mit zu viel Kohlendioxid ist gefährlich. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dieses Experiment so viel produziert, dass es gefährlich wäre, es sei denn, Sie stecken Ihr Gesicht in die Schüssel voller Gas.

Um Kohlendioxid herzustellen, müssen Sie etwas Säure und ein Carbonat vermischen. Mineralien wie Kalkstein und Marmor sind Karbonate, die beim Mischen mit Säure Kohlendioxid erzeugen. Als Säure verwenden Sie etwas Essig aus Ihrem Vorratsschrank, als Karbonat dienen Natron, Backpulver oder Waschsoda.

Geben Sie etwas von Ihrem Backpulver oder anderem Karbonat in eine Schüssel mit ziemlich hohem Rand, beispielsweise eine Spülschüssel oder eine große Rührschüssel. Zwei bis drei gestrichene Esslöffel sollten für eine einigermaßen große Spülschüssel ausreichen.

Dieser muss dort platziert werden, wo die Luft ruhig ist, damit Zugluft das Kohlendioxid nicht wegbläst. Anschließend etwa 200 ml Essig einfüllen. Die Mischung wird sprudeln: Das bedeutet, dass ein Gas – Kohlendioxid – entsteht. Sobald die Reaktion begonnen hat, versuchen Sie, die Schüssel oder die Luft um sie herum nicht zu stark zu bewegen, da sonst das Kohlendioxid weggeblasen wird.

Jetzt ist es an der Zeit, Ihre Seifenblasen zum Schweben zu bringen. Blasen Sie mit der Seifenblasenmischung und dem Zauberstab Blasen in die Schüssel. Wenn Sie eine ausreichend dicke Kohlendioxidschicht haben, bleiben die Blasen, wenn sie diese erreichen, in der Luft stehen und schweben darauf, genau wie ein Stück Holz auf dem Wasser schwimmt. Die Luft in der Blase ist weniger dicht als das Kohlendioxid, sodass die Blase schwimmt, genau wie Holz (das weniger dicht als Wasser ist) auf dem Wasser schwimmt.

Für dieses Experiment benötigen Sie erneut Essig, diesmal um eine Eierschale aufzulösen. Eier werden durch Schalen geschützt, die aus einer anderen Art von Karbonat bestehen: Kalziumkarbonat.

Wenn Sie ein Ei in ein Glas oder einen Krug geben und es mit Essig bedecken, löst sich die Schale im Laufe einiger Stunden langsam auf. Denn – genau wie das Natriumbicarbonat in unserem ersten Experiment – ​​reagiert das Calciumcarbonat mit Essig und zerfällt in Kohlendioxid und eine Substanz namens Calciumacetat.

Am besten lassen Sie Ihr Ei-Essig-Experiment über Nacht stehen, da die Reaktion recht langsam sein kann. Nach einigen Stunden hat sich die Schale zumindest teilweise aufgelöst und der Rest kann abgerieben werden – aber seien Sie vorsichtig. Jetzt haben Sie ein etwas federndes Ei!

Der Zucker, den wir in Lebensmitteln verwenden, besteht aus winzigen Kristallen. Mit etwas Geduld lassen sich aus Zucker viel größere, hübsche und farbenfrohe Kristalle züchten.

Erhitzen Sie zunächst etwas Wasser, bis es warm genug ist, um den Zucker schnell aufzulösen. Geben Sie dann das Wasser in eine Schüssel und beginnen Sie mit der Zugabe von Löffeln Zucker unter Rühren, damit sich der Zucker auflöst. Fahren Sie fort, bis sich kein Zucker mehr auflöst.

Sie werden überrascht sein, wie viel Zucker nötig ist, um an diesen Punkt zu gelangen. Ein typisches Rezept besteht aus drei Teilen Zucker und einem Teil Wasser. Wenn Sie Ihre Kristalle bunt gestalten möchten, fügen Sie ein paar Tropfen Lebensmittelfarbe hinzu. Aber denken Sie daran, dass ein wenig Lebensmittelfarbe viel bewirken kann!

Gießen Sie die Mischung in ein Glasgefäß, damit Sie beobachten können, wie die Kristalle mit der Zeit wachsen. Stecken Sie einen Bambusspieß oder Cocktailspieß in das Glas oder hängen Sie ein Stück Schnur über den Rand in die Mischung. Dies gibt den Kristallen einen Ort, an dem sie wachsen können.

Stellen Sie Ihr Glas nun an einen Ort, an dem es ungestört stehen kann. Wenn das Wasser in Ihrer Lösung verdunstet, wird die Zuckerlösung konzentrierter. Irgendwann ist nicht mehr genug Wasser vorhanden, um den gesamten Zucker aufzulösen, und dann beginnen sich Kristalle zu bilden.

Je langsamer das Wasser verdunstet, desto größer werden die Kristalle. Das Wachstum großer Kristalle kann mehrere Tage dauern. Wenn Sie ungeduldig sind und Ihr Wasser an einem warmen Ort aufbewahren, verdunstet das Wasser schneller, aber die Kristalle werden am Ende kleiner.