Versuch: Herabsetzen der Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Luft
Schülerversuch; 10 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
Becherglas (200 ml), Stecknadel, Rasierklinge,
Büroklammer, Pinzette, Tropfpipette.
Chemikalien
Wasser, Spülmittellösung (w = 1 %).
Durchführung
Ein Becherglas wird nahezu randvoll mit
Wasser gefüllt. Anschließend versucht
man mit einer Pinzette kleine Gegenstände,
wie z. B. eine Stecknadel oder eine Rasierklinge
auf die Wasseroberfläche zu legen. Sie
schwimmen auf dem Wasser.
Dann gibt man 1 Tropfen Spülmittellösung
am Rand des Glases in das Wasser. Kurze Zeit später
sinken die Gegenstände ab.
Auswertung
Im Gegensatz zu den Wassermolekülen im Innern
der Flüssigkeit, deren Anziehungskräfte sich
gegenseitig aufheben, sind die Wassermoleküle, die
sich an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft
befinden, einem Spannungszustand ausgesetzt, der wie
eine dünne Haut wirkt. Deshalb können kleine
Gegenstände, die vorsichtig auf die Wasseroberfläche
gelegt werden schwimmen. Dasselbe beobachtet man auch bei den
so genannten Wasserläufern (Insekten) auf Seen.
Durch die Tensidmoleküle der Spülmittellösung
wird der Spannungszustand auf der Wasseroberfläche
aufgehoben, da sie sich zwischen die Wassermoleküle
schieben. Dabei ragt der wasserunlösliche Teil dieser
Moleküle aus dem Wasser heraus, der wasserlösliche
Teil bleibt im Wasser. Hierdurch wird die Grenzflächenspannung
derart verringert, dass die Gegenstände nicht mehr auf der Wasseroberfläche schwimmen
können.
Auch zwischen Wasser, Stoffgewebe und Schmutz existieren
Grenzflächenspannungen, die mit Hilfe von Tensiden herabgesetzt
werden.
Literatur
R. Blume, Chemie für Gymnasien, Organische Chemie Themenheft 1, Cornelsen Verlag, Berlin 1994, 34.