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Zusammenarbeit der Chemiereferendarinnen und -referendare des Seminars Rottweil mit der Grundschule im Holderstöckle in Tuttlingen

	Durchführung des Projekts
	Themenbereich "Wasser"
	Themenbereich "Feuer"
	Themenbereich "Luft"
	Themenbereich "Erde/Boden"
	Untersuchung von Cola
	Presse-Echo

Themenbereich "Luft" - Versuche aus der Vorbereitung am Seminar

Versuch 1: Ist ein leeres Glas wirklich leer?

Die Kinder sollen hier die Luft als einen Stoff erkennen, der Raum einnimmt. Dazu werden einfache Versuche durchgeführt, die sich auch für Kinderhände eignen.

Material:
ein Trinkglas, ein Kolbenprober mit Verschluss oder eine Spritze; eine trockene Serviette; ein großes Wassergefäß (z.B. ein 2l Becherglas oder eine große Schüssel); Joghurtbecher; ein spitzer Gegenstand

Teilversuche:

Ein "leeres" Trinkglas wird auf den Tisch gestellt. Die Kinder werden nach dem Inhalt gefragt. Wahrscheinlich werden sie antworten, das Glas sei leer.
Ein "leerer" Kolbenprober (alternativ eine Spritze) mit Verschluss wird mit der selben Frage gezeigt. Wenn der Kolbenprober leer ist, dann muss man doch den Stempel hineindrücken können. Die Schüler werden aufgefordert, dies zu versuchen.

Beobachtung: Es wird nicht gelingen, den Stempel hineinzudrücken.

Erklärung: Der Kolbenprober ist nicht leer, sondern mit Luft gefüllt.
Weiterführende Fragen:
Wo kommt die Luft her? -> Luft ist immer da.
Übertragung auf das "leere" Trinkglas: Auch das Glas ist mit Luft gefüllt, aber wie können wir das nun beweisen?
Wir führen einen Trick durch:
Eine trockene Serviette wird in ein "leeres" Trinkglas gestopft. Dann wird der Becher mit der Öffnung nach unten unter Wasser gedrückt.

Beobachtung: Die Serviette bleibt trocken.

Erklärung: Das Glas ist mit Luft gefüllt. Durch das Aufsetzen des Bechers auf die Wasseroberfläche wird die Luft in dem Becher "eingesperrt". Da die Luft Platz braucht, kann das Wasser nicht in den Becher eindringen. Die Serviette bleibt trocken.
Was passiert beim gleichen Versuch, wenn im Boden des Glases ein Loch ist?
Um dies zu überprüfen, kann man anstelle eines Glases einen Joghurtbecher verwenden. Zunächst wird Teilversuch d. mit dem Joghurtbecher wiederholt. Anschließend wird mit einem spitzen Gegenstand ein Loch in den Boden des Joghurtbechers gebohrt (evtl. schon vorher vorbereiten). Der Versuch wird nun mit dem löchrigen Joghurtbecher wiederholt.

Beobachtung: Nun steigen Luftblasen aus dem Becher nach oben und die Serviette wird nass.

Erklärung: Durch das Loch kann die Luft aus dem Becher entweichen. Da die Luft leichter ist als das Wasser, steigen die Luftblasen nach oben. Jetzt entsteht Platz im Becher und Wasser kann von unten in den Becher eindringen.

Versuch 2: Kann man Luft wiegen?

Es soll gezeigt werden, dass Luft auch etwas wiegt. Das ist mit einer Balkenwaage möglich.

Material:
eine Balkenwaage (alternativ eine etwa 50 cm lange, dünne Holzlatte, die genau an der Mitte eine Vorrichtung zum Aufhängen hat); Schnur, 2 Luftballons Die Balkenwaage muss so aufgestellt werden, dass genug Platz zum Aufhängen der Luftballons bleibt.

Teilversuche:

Ein leerer Luftballon wird an der einen Seite der Balkenwaage befestigt. Etwa im selben Abstand wird an der anderen Seite ein aufgeblasener Luftballen befestigt.

Beobachtung: Die Seite mit dem aufgeblasenen Luftballon stellt sich tiefer ein als die andere Seite.

Erklärung: Die Luft im aufgeblasenen Luftballon wiegt etwas. Die Luft ist so leicht, dass wir das Gewicht nicht mit der Hand feststellen können, die Balkenwaage zeigt es uns.
Nun wird bei dem aufgeblasenen Luftballon der Knoten etwas gelöst.

Beobachtung: Die Luft entweicht aus dem Ballon und die Seite der Waage, an der dieser Luftballon hängt, hebt sich wieder.

Versuch 3: Wie verhält sich Luft beim Erwärmen?

Durch zwei einfache und verblüffende Versuche soll den Kindern gezeigt werden, dass warme Luft mehr Raum einnimmt als kalte und sich Luft daher beim Erwärmen ausdehnt.

Material:
eine leere Flasche (gut geeignet sind PET Flaschen mit dem Fassungsvermögen von 0,5 Liter); eine Münze, die den Flaschenhals vollständig bedeckt; ein Luftballon; zwei große Bechergläser (2l) (alternativ zwei Gefäße, die größer sind als die verwendeten Flaschen); warmes und kaltes Wasser

Teilversuche:

Eine leere, bzw. nur mit Luft gefüllte Flasche wird an einem kühlen Ort aufbewahrt. Der obere Rand der Flasche wird mit etwas Wasser befeuchtet. Man legt eine Münze auf den Flaschenhals und umschließt den Flaschenbauch mit den Händen.

Beobachtung: Die Münze beginnt nach einiger Zeit auf dem Flaschenhals zu hüpfen.

Erklärung: Die Luft wird durch unsere Hände erwärmt. Dabei dehnt sie sich aus und hebt das Geldstück an. Dadurch wird eine kleine Lücke frei, durch die etwas Luft aus der Flasche entweichen kann und das Geldstück fällt wieder zurück auf den Flaschenhals.
Auf eine Flasche wird ein Luftballon gestülpt. Nun wird die Flasche abwechselnd in einen Behälter mit warmem und mit kaltem Wasser gehalten.

Beobachtung: Beim Abkühlen wird der Luftballon kleiner, wird sogar in die Flasche hineingezogen, beim Erwärmen wird der Ballon größer.

Erklärung: Warme Luft nimmt mehr Raum ein als kalte Luft. Beim Erwärmen dehnt sich die Luft in der Flasche aus, beim Abkühlen zieht sich die Luft zusammen.

Versuch 4: Gas aus einer Brausetablette

Bei diesen Versuchen sollen die Kinder das Phänomen einer Brausetablette erforschen. Dabei entdecken sie auch eine charakteristische Eigenschaft des entstehenden Gases.

Material:
ein hohes Trinkglas; einige Braustabletten; ein Teelicht; Streichhölzer; ein Glimmspan (Schaschlikspieß)

Teilversuche:

Eine Brausetablette wird in ein Glas mit Wasser geworfen.

Beobachtung: Es sprudelt.

Erklärung: In der Brausetablette sind Carbonate und Zitronensäure enthalten. Nur bei Anwesenheit von Wasser findet eine Reaktion zwischen diesen beiden Stoffen statt. Dabei entsteht Kohlensäure, die zu Wasser und Kohlenstoffdioxid zerfällt. Kohlenstoffdioxid ist gasförmig und entweicht aus der Lösung.

Erklärung für die Schüler: In der Brausetablette sind Stoffe enthalten, aus denen ein Gas entsteht, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen. Dieses Gas ist leichter als das Wasser. Deshalb steigt es in Form von Luftblasen nach oben, was wir als Sprudeln bezeichnen.
Das entstehende Gas wird erforscht: Ein hohes Trinkglas wird etwa 2 cm hoch mit Wasser gefüllt. Ein brennendes Teelicht wird auf das Wasser gelegt. Nun wird eine Brausetablette zerbröckelt und in das Wasser geworfen.

Beobachtung: Es sprudelt und nach einer Weile erlischt die Flamme.
Nun wird ein brennender Glimmspan in das Glas gehalten.

Beobachtung: Der Glimmspan erlischt sofort.

Erklärung: Das Gas, welches aus der Brausetablette entsteht, erstickt Flammen. Dass eine Kerze an der Luft brennt, ist ein Zeichen dafür, dass in unserer Luft andere Gase enthalten sind, durch die eine Verbrennung möglich wird.

Versuch 5: "Knallpulver"

Die Kinder lernen hier eine weitere Reaktion kennen, bei der ein Gas entsteht. Dieser Versuch macht den Kindern sehr viel Spaß und sollte am besten im Freien durchgeführt werden.

Material:
leere Filmdöschen mit Deckel; Backpulver; Wasser

Durchführung: In ein leeres Filmdöschen wird so viel Backpulver gefüllt, dass der Boden gut bedeckt ist. Dann wird etwas Wasser dazugegeben. Das Döschen wird sofort mit dem Deckel fest verschlossen, kurz geschüttelt und mit dem Deckel nach unten auf den Boden gestellt.

Beobachtung: Nach einer Weile springt das Döschen mit einem Knall nach oben. Dabei fliegt der Deckel ab.

Erklärung: Der Hauptbestandteil von Backpulver ist Natriumhydrogencarbonat. Weitere Bestandteile sind Phosphate, die in Gegenwart von Wasser mit dem Natriumhydrogencarbonat reagieren. Dabei entsteht gasförmiges Kohlenstoffdioxid. Das entstehende Gas erzeugt in dem verschlossenen Döschen einen Überdruck, der das Döschen schließlich zur "Explosion" bringt.

Erklärung für die Schüler: Auch im Backpulver ist ein Stoff enthalten, aus dem bei Kontakt mit Wasser ein Gas entsteht. Da das Gas viel Platz braucht, drückt es nach einer Weile den Deckel weg. Dabei springt die Dose nach oben.

Versuch 6: Mit Luft kann man etwas antreiben

Die Luft als Antrieb zu nutzen, ist die Grundidee des Segelns und der Energiegewinnung mit Hilfe von Windmühlen. Mit einem kleinen Propeller aus Kunststoff, den es zu kaufen gibt (in der Spielwarenabteilung bei den Luftballons), kann man einen Luftballon wie einen Hubschrauber fliegen lassen und den Schülern das Grundprinzip dabei verständlich machen.

Material:
Luftballons, Kunststoffpropeller mit Ventil

Durchführung: Das Ventil wird in die Öffnung eines Luftballons gesteckt. Der Luftballon wird aufgeblasen und der Propeller auf das Ventil gesteckt. Nun wird der Ballon losgelassen.

Beobachtung: Die Luft entweicht aus dem Ballon. Es pfeift, der Propeller dreht sich und der Ballon steigt nach oben.

Erklärung: Beim Entweichen strömt die Luft durch das kleine Ventil und erzeugt dabei einen Pfeifton. Gleichzeitig strömt die Luft durch die Propellerflügel. Durch den Rückstoß wird der Propeller gedreht und mit dem Luftballon nach oben gehoben.