Ziel des Versuchs: Die SuS lernen ein einfaches Konzept zur Oberflächenspannung kennen.
| Thema: Schwimmen, Schweben, Sinken | Tags: Schwimmen, Oberflächenspannung | Klassenstufen: 5-6 | Versuchsart: LV |
Materialien
Büroklammern, große Pneumatische Wanne, Pipetten, Objektträger, Bechergläser, Papierstreifen
Chemikalien
Wasser-Spülmittellösung (1:1), Wasser, ein beliebiges Öl (z.B. Mandelöl)
Durchführung
Zunächst werden mithilfe eines Papierstreifens mehrere Büroklammern auf der Wasseroberfläche einer Pneumatischen Wanne platziert. In die Nähe der schwimmenden Büroklammern wird vorsichtig etwas Wasser-Spülmittellösung pipettiert. Anschließend wird versucht eine weitere Büroklammer auf die Wasseroberfläche zusetzten. Zu letzten werden ein Wassertropfen, ein Wasser-Spülmitteltropfen und ein Öltropfen nebeneinander auf einen Objektträger pipettiert.
Beobachtung
Die auf der Wasseroberfläche schwimmenden Büroklammern sinken nach Zugabe von Wasser-Spülmittellösung sofort zu Boden. Anschließend kann keine weitere Büroklammer mehr auf der Wasseroberfläche platziert werden, da sie gleich zu Boden sinken. Beim Vergleich der drei Tropfen, wird beim Wasser der höchste und der mit der geringsten Breite beobachtet. Der Öl-Tropfen stellt den breitesten und flachsten Tropfen dar.
Deutung
Die Wasserteilchen ziehen sich gegenseitig an, wodurch das Phänomen der Oberflächenspannung hervorgerufen wird. Körper welche normalerweise nicht schwimmen können trotzdem auf der Wasseroberfläche schwimmen (hier die Büroklammer). Bei der Zugabe von Spülmittel werden die "Zusammenhängenden Wasserteilchen" auseinander gedrückt. Die Büroklammer wird in Folge dessen nicht mehr getragen und sinkt zu Boden. Die Stärke des Zusammenhalts der Wasserteilchen kann im 2. Versuchsteil beobachtet werden. Im Wassertropfen können sich die Wasserteilchen stark anziehen, weshalb dieser Tropfen der höchste und kleinste ist. Das Wasser-Spülmittel-Gemisch besitzt kaum noch eine Oberflächenspannung, da das Spülmittel die Wasserteilchen isoliert. Aus diesem Grund ist der Wasser-Spülmitteltropfen deutlich flacher als der Wassertropfen. Der Öltropfen ist der flachste Tropfen im Versuch, da hier die Oberflächenspannung am geringsten ist.
Entsorgung
Die Entsorgung der Lösungen erfolgt unter spülen mit Wasser über den Ausguss. Feste Reste können über den Hausmüll entsorgt werden.
Literatur
D. Schwefer (2010), www.nela-forscht.de/2012/07/17/unterschiedliche-oberfl%C3%A4chenspannungen/ (abgerufen am: 19.07.2016)
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