Begrüßung durch den Kursleiter
Liebe junge Forscher,
liebe Eltern,
herzlich willkommen zum Onlinekurs des Forscherkids Wertheim Schülerlabor. Wir wollen euch zahlreiche spannende Experimente und kleine Projekte aus den Naturwissenschaften vorstellen, die ihr leicht zu Hause nachmachen könnt. Außerdem gibt es Sachwissen zu den einzelnen Bereichen.
Insgesamt wird es drei Interessante Kapitel geben. Alle 3 Tage gibt es ein neues Kapitel.
Ich möchte mich euch als Kursleiter kurz vorstellen. Mein Name ist Birger-Daniel Grein, ich bin ehrenamtlicher Projektleiter der Forscherkids Wertheim und seit vielen Jahren Kursleiter. Zudem betreue ich Projekte von Jungforschern, die damit beim Wettbewerb Jugend forscht / Schüler experimentieren sehr erfolgreich waren.
Gerne könnt ihr mir eure Fragen und Anregungen zum Kurs und den Experimenten per E-Mail an info@forscherkids-wertheim.de senden!
Ich wünsche euch viel Spaß bei unserem Kurs und viele spannende Einblicke.
Viele Grüße
Birger-Daniel Grein
Kapitel 1: Gase am Beispiel von Kohlenstoffdioxid (CO2)
Was ist ein eigentlich ein Gas?
Zuerst müsst ihr wissen, dass alles um uns herum und auch wir selbst aus kleinen Teilen bestehen. Diese Teilchen nennt man Moleküle. Es gibt viele verschiedene Moleküle. Auch Gas besteht aus vielen Molekülen die sich überall im Raum verteilen. Sie sind so klein, dass man sie nicht sieht.
Die Aggregatzustände
Ein Stoff, zum Beispiel Wasser, kann in drei Formen vorliegen: fest, flüssig oder gasförmig.
Man nennt diese drei Formen Aggregatzustände.
Folgende Bilder zeigen dir, was die Moleküle in den einzelnen Aggregatzuständen machen.
Fest
Bei 0°C gefriert Wasser zu Eis. Die Wasserteilchen sind dabei eng beieinander und halten sich fest. Sie bewegen sich nicht.
Flüssig
Steigt die Temperatur schmilzt das Eis, es wird flüssig. Die Moleküle bewegen sich stärker.
Je höher die Temperatur ist, desto schneller bewegen sie sich.
Gasförmig
Bei höheren Temperaturen wird flüssiges Wasser gasförmig. Die Teilchen bewegen sich ganz stark. Sie sind deshalb weit auseinander.
Um dir das besser vorstellen zu können, kannst du folgende Übung machen:
- Stelle dich ganz ruhig hin!
- Bewege Beine und Arme dann ein wenig!
- Bewege dich immer mehr und schneller!
Du wirst feststellen, dass du bei schnelleren Bewegungen mehr Platz um dich herum brauchst!
Wie entsteht Kohlenstoffdioxid?
Das Gas Kohlenstoffdioxid ist Bestandteil unserer Luft. Luft ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, zum Beispiel Stickstoff und Sauerstoff.
Kohlenstoffdioxid entsteht zum Beispiel beim Verbrennen. Es entsteht auch im Körper von Menschen und Tieren. Diese atmen Sauerstoff ein, im Körper wird dieser verarbeitet, dabei entsteht Kohlenstoffdioxid, das sie ausatmen.
Das Gas findet sich auch in Mineralwasser, Limo und anderen sprudelnden Getränken. Zusammen mit der Flüssigkeit bildet es die Kohlensäure.
Pflanzen nehmen das Kohlenstoffdioxid auf und wandeln es zusammen mit Wasser, Salzen und Licht zu Sauerstoff und Nährstoffen für die Pflanzen um. Dieser Prozess heißt „Photosynthese“. Verantwortlich ist das Blattgrün der Pflanzen. Den Sauerstoff geben die Pflanzen in die Luft ab.
Kohlenstoffdioxid entsteht auch bei chemischen Reaktionen. Einige davon wirst du in diesem Kapitel kennenlernen. Bei einer chemischen Reaktion reagieren Stoffe mit einander, so dass neue Stoffe aus ihnen entstehen.
Wichtige Schritte beim Experimentieren:
- Lies dir die Anleitung immer genau durch und überlege dir, ob du alles verstanden hast!
- Stelle dir alle benötigten Materialien bereit!
- Führe den Versuch durch!
- Mache die Materialien sauber!
- Wasche danach deine Hände!
- Bei Versuchen mit Feuer und Hitze lässt du dir von einem Erwachsenen helfen!
Versuch 1: Der „zauberhafte“ Luftballon
In diesem Experiment lernst du, wie du einen Ballon aufblasen kannst ohne hinein zu pusten oder eine Ballonpumpe zu verwenden.
Du benötigst:
- 1 leere Wasserflasche
- 1 Ballon
- etwas Essig
- Natron oder Backpulver
Durchführung:
- Dehne den Ballon etwas, so dass er auf die Öffnung der Flasche passt!
- Gib Natron oder Backpulver in die Flasche!
- Schütte etwas Essig darauf!
- Ziehe schnell den Ballon über die Flasche und schüttle die Flasche, so dass sich Essig und Pulver vermischen!
Tipps:
- Am besten klappt der Versuch zu zweit. Einer hält die Flasche fest der andere zieht den Ballon über die Öffnung!
- Die Menge an Essig und Backpulver oder Natron ist von der Größe von Flasche und Ballon abhängig! Versuche verschiedene Mengen!
Erklärung:
Unten in der Flasche beginnt es zu sprudeln. Der Ballon füllt sich und stellt sich nach oben! Eventuell müsst ihr ihn etwas anheben, so dass das Gas hineinströmen kann!
Natron und Essig reagieren mit einander. Dabei entsteht unter anderem Kohlenstoffdioxid. Dieses strömt in den Ballon und bläst ihn auf.
Auch in Backpulver ist Natron vorhanden. Übrigens die chemische Bezeichnung von Natron ist Natriumhydrogencarbonat. Es sorgt dafür, dass der Kuchen beim Backen aufgeht.
Versuch 2: Kohlenstoffdioxid als Feuerlöscher
Es gibt verschiedene Arten von Feuerlöschern. Eine Art löscht das Feuer mit Hilfe von Kohlenstoffdioxid in dem es den Sauerstoff verdrängt, den das Feuer zum Brennen benötigt.
Mit einfachen Mitteln kannst du selbst den Effekt ausprobieren.
Du benötigst:
- 1 Teelicht oder eine kleine Kerze
- ein Glas
- Natron oder Backpulver
- Essig
Durchführung:
- Zünde das Teelicht an!
- Gib das Natron oder Backpulver in das Glas!
- Gib den Essig auf das Pulver!
- Halte das Glas schräg nahe an die Kerzenflamme, sodass das Gas zur Flamme strömen kann! Achte darauf, dass keine Flüssigkeit auf die Kerze kommt!
Versuch 3: Brauseraketen
Du kannst Kohlenstoffdioxid auch nutzen um Raketenhülsen herzustellen die 2-3 Meter hoch fliegen können. Manchmal sogar noch mehr.
Mache diesen Versuch daher im freien, so kann nichts kaputtgehen.
Du benötigst:
- Brausetabletten in einer Plastikhülse (gibt es in jedem Supermarkt)
- Leitungswasser
Durchführung:
- Nimm alle Brausetabletten aus der Hülle!
- Zerbreche einige Brausetabletten in kleinere Teile und gib sie in die Hülle!
- Gib etwas Wasser darauf!
- Verschließe schnell die Hülle mit dem Deckel! Achte dabei darauf, dass der Deckel fest sitzt! Am Besten geht es zu zweit, einer füllt das Wasser ein, der andere macht schnell den Deckel auf die Hülle!
- Stelle die Hülle auf eine gerade Fläche und gehe schnell einige Schritte zurück!
- Versuche es mit verschiedenen Mengen von Wasser und Brausetabletten!
Erklärung:
Zu den Inhaltsstoffen der Brausetabletten gehören Natron und Zitronensäure in Pulverform. Kommen diese mit Wasser in Kontakt, lösen sie sich auf und reagieren miteinander!
Es entsteht Kohlenstoffdioxid, was das Sprudeln im Glas erzeugt!
Das Gas sammelt sich im Versuch in der Hülle der Brausetabletten. Irgendwann ist der Druck zu hoch und die Hülle wird nach oben geschossen.
Projekt: Wir stellen selbst Badeperlen her
Auch bei Badeperlen sorgt Kohlenstoffdioxid für das Sprudeln in der Wanne.
Mit einfachen Zutaten kannst du selbst Badeperlen herstellen.
Bevor du die Perlen verwendest, lass bitte deine Eltern prüfen, ob du gegen eine der Inhaltsstoffe allergisch bist!
Das verlinkte Rezept gehört zu den Ergebnissen eines Forschungsprojekts eines von mir betreuten Jungforschers. Er entwickelte und Teste rund 1 Jahr lang verschiedenste Badeperlenrezepturen, dern Wirkung und die Gewinnung von Farbstoffen und Duftstoffen.
Dabei ging es zum Beispiel um die Sprudelstärke, Rückstände in der Wanne, die Farbe und die Wirkung auf der Haut.
Zum Rezept mit Herstellungsanleitung: http://daten.forscherkids-wertheim.de/badeperlen.pdf
Tipps:
- Als Farbstoff lässt sich auch Lebensmittelfarbe verwenden.
- Als Duftstoffe kannst du Lebensmittelaroma oder spezielle Duftzusätze für selbstgemachte Kosmetik verwenden.
