Experimente mit Siliconen

Viskosität

Zeitbedarf:

Vorbereitung: 45min, Durchführung: 15min + 15min Kaltstellen.

Ziel:

Aufzeigen der Änderung der Viskosität verschiedener Flüssigkeiten mit der Temperatur.

Material:

	10 gleiche Reagenzgläser
	Reagenzglasständer
	Messzylinder 50ml
	Stoppuhr
	Thermometer
	Handschuhe/Handtuch (Schutz vor Verbrennung)

	Kühlschrank oder Gefrierschrank
	Heizplatte
	Becherglas 1000ml
	Glaskugeln (d. ca. 1cm)
	Einmalhandtücher
	Glasstab

Chemikalien:

	Wasser
	Oliven-/Sonnenblumenöl
	Oktan

	Paraffin dünnflüssig
	WACKER SILICONÖL AK1000
	WACKER

Vorbereitung:

Aus WACKER SILICONÖL AK1000 und WACKER SILICONÖL AK5000 wird Siliconöl mit Viskosität 2000 hergestellt. Dazu werden 6 Teile AK1000 und 4 Teile AK5000 durch Rühren mit dem Glasstab gemischt. Anschließend werden 10 Reagenzgläser im Reagenzglasständer mit den verschiedenen Flüssigkeiten (ca. 20ml, Wasser, Oktan, Speiseöl, Paraffin, WACKER SILICONÖL AK1000, AK2000, AK5000) auf gleiche Höhe gefüllt.

Durchführung1:

Bei Raumtemperatur werden in den einzelnen Reagenzgläsern Glaskugeln versenkt, die Zeit bis zum Auftreffen der Kugeln wird mit einer Stoppuhr gestoppt.

Beobachtung1:

In Wasser und Oktan sinkt die Kugel am schnellsten nach unten, in den Siliconölen am langsamsten, Speiseöl und Paraffin liegen dazwischen.

Durchführung2:

Anschließend wird der Reagenzglasständer für 15min in den Kühlschrank bei ca. 8°C gestellt, hinterher wird, wie oben erklärt, die Zeit bis zum Auftreffen der Kugeln gestoppt.

Beobachtung2:

Die Kugeln sinken bei Speiseöl, Paraffin und den Siliconölen deutlich langsamer nach unten.

Durchführung3:

Die Reagenzgläser werden in ein mit 70° heißem Wasser gefülltes 1000ml Becherglas 15 min erhitzt. Die Temperatur des Wassers wird kontinuierlich mit einem Thermometer gemessen. Auch hiernach wird die Zeit bis zum Auftreffen der Kugeln im Reagenzglas gestoppt. Vorsicht hierbei, die Reagenzgläser sind heiß. Daher Handschuhe oder Handtuch als Verbrennungsschutz verwenden.

Beobachtung3:

Die Kugeln sinken bei Speiseöl, Paraffin und den Siliconölen deutlich schneller nach unten.

Deutung:

Die Viskosität von Speiseöl, Paraffin und den Siliconölen ist Temperaturabhängig. Wasser und Oktan hingegen zeigen keine Viskositätsänderung mit der Temperatur.

Entsorgung:

Verschlossen aufbewahren oder Flüssigkeiten in die Vorratsgefäße zurückgeben, Kugeln mit Einmalhandtüchern säubern und wieder verwenden.

Quelle:

Wacker AG, München

Methodischer Hinweis

Da mehrere Viskositätsmessungen durchgeführt werden, würden sich mit der Zeit immer mehr Glaskugeln im Reagenzglas befinden. Diese Kugeln verfälschen die Messung geringfügig. Um diesen Fehler zu vermeiden ist es sinnvoll, in die Reagenzgläser eine Glaskugel zu geben und dann das Reagenzglas mit einem Stopfen zu verschließen. Nun werden keine weiteren Glaskugeln mehr zur Durchführung der Versuche in die Reagenzgläser gegeben, sondern diese werden zur Viskositätsmessung auf den Kopf gestellt.
Verschlossen können die Reagenzgläser aufbewahrt werden um das Experiment zu einem späteren Zeitpunkt wieder durchzuführen. Dies erspart das aufwendige Reinigen der mit Siliconöl verunreinigten Gläser.
Um die Reagenzgläser möglichst blasenfrei mit Flüssigkeit zu füllen (Blasen würden beim auf-den-Kopf-stellen die Sinkgeschwindigkeit der Glaskugeln verfälschen), wird zuerst im leeren Reagenzglas markiert, bis wohin der Stopfen im Reagenzglas reicht. Anschließend wird das Reagenzglas bis zur Markierung mit der Flüssigkeit gefüllt und verschlossen.

Zu diesem Versuch gibt es eine Experimentieranleitung für Schüler.

Zur Verdeutlichung der gewonnenen Ergebnisse kann von den Schülern eine Viskositätsdiagramm aller Werte aufgestellt werden, in der die Temperatur gegen die Zeit aufgetragen wird.
Beispiel einer Viskositätstabelle:

Universität Bayreuth
Didaktik der Chemie