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Naturwissenschaftliche Schulpatenschaften

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

Untersuchung von Cola

Dauer des Projekts: ca. 90 Minuten

Teilnehmerzahl: 6-8 Schülerinnen und Schüler

Versuch 1: "Sprudel-Gas" wird aufgefangen und als Kohlenstoffdioxid nachgewiesen

Material:
500ml-Colaflasche aus Kunststoff und mit Schraubverschluss, Luftballon, Bindfaden (z.B. Paketschnur), Teelicht, Streichhölzer oder Feuerzeug, Standzylinder, Glas

Durchführung:
Für das Experiment darf die Flasche nur zur Hälfte mit Cola gefüllt sein. Entsprechend kann die andere Hälfte für die weiteren Experimente verwendet werden oder als Einstieg in das Thema getrunken werden.
Auf den Schraubverschluss der Flasche wird ein Luftballon aufgebracht, welcher mit einem Bindfaden fixiert wird. Durch vorsichtiges Schwenken der Flasche wird gelöstes Kohlenstoffdioxid-Gas frei, welches den Luftballon füllt (evtl. muss der Ballon vorher durch einmaliges Aufblasen "vorgedehnt" werden).
Der mit dem für die Schüler unbekannten Gas gefüllte Luftballon wird verschlossen, ohne dass das Gas entweicht. Dass sich in dem Ballon keine Luft befindet, kann dadurch gezeigt werden, indem das Gas in einen Standzylinder umgefüllt wird (CO₂ ist schwerer als Luft). In ein Glas, in welches ein brennendes Teelicht eingestellt wurde kann das Gas anschließend "umgefüllt" werden, indem der Standzylinder vorsichtig gekippt wird. Das Teelicht geht aus.

Hinweis: Ein direktes Einleiten des Luftballon-Gases in das Glas mit dem Teelicht ist weniger geeignet, da hier der Eindruck entstehen kann, dass die Kerze durch den Gasstrom "ausgepustet" wurde.

Versuch 2: Entfärben von Cola mittels Aktivkohle

Quelle: www.ph-freiburg.de (Microsoft Word-Dokument)

Material:
250ml-Becherglas, Aktivkohle, Löffel zum Umrühren, Trichter, feinporige Filter, Erlenmeyerkolben (2 Stück)

Durchführung:
In ein Becherglas mit 100 ml Cola wird so viel Aktivkohle gegeben bis eine dicke Suspension entsteht. Nach ca. 20 Minuten (gelegentlich mit einem Löffel umrühren) wird durch ein feinporiges Filterpapier filtriert (evtl. mehrfach wiederholen). Als Ergebnis erhält man eine fast farblose Flüssigkeit.

Hinweis: Interessanterweise unterscheiden sich die Ergebnisse je nach Art der Aktivkohle. Je feiner diese ist, desto schneller lässt sich in der Regel das gewünschte Ergebnis erzielen. Auf jeden Fall muss das Experiment im Vorfeld mit der vorhandenen Aktivkohle getestet werden.

Erklärung:
Aktivkohle besitzt eine sehr große Oberfläche (bis zu 1000 m² pro Gramm Aktivkohle). Sie kann daher den Farbstoff sehr gut absorbieren.

Versuch 3: Zuckerbestimmung durch Eindampfen von Cola

Material:
Schutzbrillen, Eindampfschale, Stativ, Kartuschenbrenner, Streichhölzer bzw. Feuerzeug, Waage

Durchführung:
50 ml Cola werden in eine Eindampfschale gegeben und anschließend gewogen. Die Schale wird auf das Stativ gestellt. Mit Hilfe eines Kartuschenbrenners wird die Cola nun eingedampft bis lediglich eine braune, zähflüssige Masse übrig bleibt. Durch erneutes Abwiegen kann berechnet werden, wie viel Zucker eine Flasche Cola enthält.

Entsprechend eindrucksvoll ist ein Umrechnen auf die entsprechende Anzahl von Würfelzuckerstücken.

Versuch 4: Herstellung einer eigenen Cola

Quelle: Michael Kratz in "Cola verdaut Fleisch", AOL Verlag, Lichtenau, 1994

Material:
Hierzu eignen sich wiederum die 500ml-Kunststoffflaschen mit Schraubdeckel.
In 500 ml Wasser kommen: 50 g Haushaltszucker, 1 Teelöffel Vanillezucker, je nach Geschmack Zitronenöl, Orangenöl, Korianderöl, Zimtöl, Muskatöl und Korianderöl (z. B. aus dem Reformhaus; auf Lebensmitteleignung achten!), 1 gehäufter Teelöffel Zitronensäure, 1 Teelöffel Natrimhydrogencarbonat (z. B. "Kaiser-Natron^®" aus dem Supermarkt), etwas Haushaltszucker zur Herstellung der charakteristischen Farbe (alternativ Lebensmittelfarben aus dem Supermarkt)

Durchführung:
In die mit kaltem Leitungswasser gefüllten Flasche wird zunächst der Haushaltszucker hinzugegeben. Die Flasche muss dann so lange geschüttelt werden (Schraubverschluss gut verschließen) bis sich der Zucker vollständig aufgelöst hat.

Nach der Zugabe des Vanillezuckers werden je nach Geschmack (Geruchproben!) einige Tropfen der Öle mit kleinen Plastikpipetten hinzugegeben (geringe Dosen verwenden).

Durch die Zugabe von Lebensmittelfarben kann eine gelbe, rote, blaue oder grüne Cola hergestellt werden. Die dadurch anders-farbige Cola fasziniert Kinder in ganz besonderem Maße. Durch Erhitzen von etwas Haushaltszucker in einer Porzellanschale (Schutzbrille!) bis zur Verfärbung nach dunkelbraun und der anschließenden Zugabe von etwas Wasser kann alternativ Zuckercouleur hergestellt werden, wodurch die "klassische" Cola-Färbung erzeugt werden kann.

Zuletzt werden die Zitronensäure und dann das Natriumhydrogencarbonat hinzugegeben. Da es hier zum Schäumen kommt (Kohlenstoffdioxid-Entwicklung) muss die Flasche zügig verschlossen werden.

Versuch 5 (experimentelle Hausaufgabe): Cola enthält Säure

Anleitung für die Schülerinnen und Schüler:
Lege ein Hühnerei für drei Tage in Cola ein, so dass es vollständig bedeckt ist.

Aufgaben:
Vergleiche die Eierschale mit der eines unbehandelten Eies.
Worin unterscheidet sich das "Cola-Ei"?

Hinweis: Zähne bestehen teilweise aus dem gleichen Material wie Eierschalen.
Kannst du dir vorstellen, was mit deinen Zähnen durch Cola passieren kann? Was kannst du dagegen tun?

Fotodokumentation zum Themenkomplex "Cola"

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