Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 17.05.11

  

Chemische Experimente für die Grundschule

Tintenvulkan

ein Negativbeispiel aus der Grundschul-Literatur

  
Ziel: Dieser Versuch klappt nicht. Lesen Sie, was wir alles versucht haben. Leider ist dies die Regel, kein Einzelfall: unsere Untersuchungen zeigen, dass 60% der Anleitungen aus der Literatur für Lehrer (von Lehrern und Didaktikern!) nicht so klappen, wie sie beschrieben sind! Es liegt also meistens nicht an Ihnen, wenn ein Versuch nicht nach Anleitung klappt!
Material:
bullet2 Bechergläser 400ml
bullet2 Bechergläser 150ml
bulletBüroklammern
bulletHeizplatte
bulletTapetenmesser
bulletThermometer
Chemikalien:
bulletWasser
bulletEis
bulletTintenpatronen
bulletTinte aus dem Glas
Ursprüngliche Anleitung: Eine Tintenpatrone zwei Minuten in  Eiswasser leben, dann aufritzen und in ein großes Becherglas mit Wasser von 60°C legen. Eine Tintenpatrone mit Büroklammern beschweren und zwei Minuten in ein Becherglas mit Wasser 60°C legen. Anschließend aufritzen und in ein großes Becherglas mit lauwarmen Wasser geben.
Soll-Beobachtung: Ob blaue, grüne oder schwarze Tinte, ob warm oder kalt sinkt im warmen bis eiskalten Wasser ab, je nachdem welches Verdünnungsbestreben und welche Turbulenzen durch das Eintragen der Tinte entstehen. Beim Anritzen der Tintenpatrone, die vorher im 60°C warmen Wasser angewärmt wurde, kann diese gemein spritzen. 

Warme Tinte im lauwarmen Wasser steigt nicht eindeutig sichtbar auf! Blaue Tinte bleibt unten sitzen, beim Einlegen entstehen Schlieren, die absinken. Grüne Tinte bildet ebenfalls Schlieren, dadurch ist das Wasser grün gefärbt. Nach Beruhigung kann man mit Glück aufwärtsstrebende Farbschlieren erkennen. Versuche mit Wasser anderer Temperatur bis zur Eiskühlung brachten keine besseren Ergebnisse

Kritik: Die Beobachtungen wie in den Versuchen beschrieben sind stark Fehlern unterworfen.
Dichte von Wasser und Tinten gemessen mit Chempro von PAAR DMA 40:
bulletWasser 25°C 0.9965 g/cm3,
bulletTinte grün 25.5°C 1.0243 g/cm3,
bulletTinte schwarz 25.5°C 1.0531 g/cm3,
bulletTinte blau 1.0040 g/cm3
Quelle: Die Grundschulzeitschrift, Heft 154/2002, Heibel, T., Siemsen, F. Experimente zum Thema Wärme Kopiervorlage 6a, 6b, Spannende Experimente? Seban, M., S. 18-20, Die Grundschulzeitschrift, Heft 154/2002
Verbesserte Durchführung: Material: Becherglas 1000ml hoch, Rollrandglas 20mm Durchmesser, 45mm hoch mit passenden Stopfen und 2 Bohrungen, Glasrohr 50mm lang Innendurchmesser 3mm, Methylenblaulösung, Becherglas 50ml Heizplatte, Thermometer

Becherglas 1000ml mit kalten Wasser bis 900ml füllen. Rollrandglas mit Methylenblaulösung 50°C füllen luftblasenfrei mit Stopfen und Glasrohr als Steigrohr nach oben verschließen, rasch auf den Boden des mit Wasser gefüllten Becherglases stellen.

Beobachtung: Die warme Methylenblaulösung steigt nach oben
Quelle: Natur und Technik Physik und Chemie Jahrgangsstufe 6, Bayerische Hauptschule, 1992, S. 44
Entsorgung: Ausguss. Achtung: Methylenblau haftet zum Teil hartnäckig an Waschbeckenporzellan.
Hintergrund: Diskussion: Wärme in Flüssigkeiten und in der Luft steigen auf - Kälte sinkt nach unten.

Alltagsbezug: Bei Zentralheizungen fließt das heiße Wasser durch Wärmeströmung von der Heizanlage im Keller zum Heizkörper in die oberen Geschosse. Wenn es abgekühlt ist - also seine Wärme abgegeben hat - fließt es wieder nach unten zurück. Hangwinde entstehen durch unterschiedliche Erwärmung an Berghängen (Tal zu Berg), tagsüber weht ein Wind bergauf und nachts bergab.

Kühltruhen werden in Supermärkten oft ohne Deckel aufgestellt. Dies ist machbar, da die kalte Luft nicht nach oben und über den Rand strömt.

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