Chemische Experimente für die Grundschule

Dichte von Wasser und anderen Materialien

Zeitbedarf:

10 Minuten.

Ziel:

Die Begriffe "schwer" gegenüber "dicht".

Material:

	Becherglas oder niedriges Trinkglas
	Hütchenpipette oder Einmalpipette

	Leitungswasser
	(Küchen- oder Balkenwaage)
	Alu-Folie ca. 5*5cm
	Tesafilm
	(Kunststoffbecher)

Chemikalien:

Gleich große Stücke von

	Kunststoff
	Aluminium

	Holz
	Eisen (Stahl) z.B. Zylinder 16*25mm

Vorbereitung 1:

Fülle das Trinkglas mit Wasser nicht ganz voll.

Aufgabe 1:

Überprüfe, wie sich die Materialstücke in Wasser verhalten, indem du sie vorsichtig hineingleiten lässt. Kreuze das Ergebnis in der Tabelle unten an

Ergebnis 1:

Material	schwimmt	schwimmt nicht
Holz
Kunststoff
Stahl
Aluminium

Deutung 1:

Möglicherweise: "Metalle und Kunststoff sind schwerer als Holz."

Vorbereitung 2:

Stelle aus Alu-Folie ein Gefäß her, dessen Größe dem Materialstück entspricht. Dabei ist es sinnvoll, den Gegenstand einzuwickeln, den Mantel mit Tesafilm zu fixieren und den Boden zu knüllen. Das Gefäß wird nicht immer vollkommen dicht sein, das spielt aber nicht die entscheidende Rolle.

Durchführung2:

Stelle das soeben gebaute Alu-Gefäß auf die Waage und fülle es mit Hilfe der Pipette mit Wasser voll. Notiere das Gewicht in der Tabelle unten. Wiege auch die anderen Materialstücke ab und notiere deren Gewicht!

Ergebnis 2:

m (Wasser) = g

m (Holz) = g

m (Kunststoff) = g

m (Stahl) = g

m (Aluminium) = g

Aufgabe 2:

Vergleiche die Materialgewichte mit dem Gewicht des Wassers und dem Schwimmverhalten. Welche Schlussfolgerungen kannst du ziehen?

Lösung 2:

Holz ist leichter, Kunststoff, Stahl und Alu schwerer als Wasser. Leichtere Materialien schwimmen auf Wasser, schwerere sinken.

Hinweis:

Wichtig dabei ist, dass die Materialstücke alle gleich groß sind.

Erweiterung:	Prüfe, ob der Kunststoffbecher schwimmt. "Der Kunststoffbecher ist viel größer als der Klotz und sinkt dennoch nicht." Der Becher kann sogar zusätzlich Wasser tragen. Das Gewicht (eigentlich: die Masse) ist mit dem Platzbedarf (eigentlich: Volumen) zum Begriff der Dichte verknüpft.
Quelle:	Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth.
Hintergrund:	Kunststoffe besitzen Dichten um eins (d.h. 1 cm³ wiegt ca. 1g!), also vergleichbar der des Wassers. Die im Alltag gebräuchlichsten, wie PE und PP liegen allerdings unter 1 (0,90-0,95g/cm³) , andere wie PS (1,05) PA (1,13) und PVC (1,35) über 1. Vorsicht: bei der ausgeteilten Kunststoffprobe handelt es sich um PA, beim Kunststoffbecher, den man selber sucht, vermutlich um PE oder PS.
Did. Hinweise:	Nicht durch Rechnung, sondern durch Erfahrung kommen die Kinder zu folgenden Aussagen, wenn die Materialstücke gleich groß sind, ggf. mit Hilfe einer Waage: Aluminium (Leichtmetall) ist fast dreimal so schwer wie ein gleichgroßes Stück Kunststoff oder Holz Kupfer ist fast zehnmal so schwer wie ein gleichgroßes Stück Kunststoff oder Holz.

Universität Bayreuth
Didaktik der Chemie