3. Stunde:
Am Anfang der zweiten Doppelstunde plane ich eine Wiederholung der letzten Stunden. Die Kinder werden aufgefordert, zu berichten, was wir herausgefunden haben. Danach ist ein weiteres Experiment ("Zwei Flüssigkeiten") vorgesehen. Die Schüler sollen "hautnah" erleben, dass es auch Flüssigkeiten gibt, die sich untereinander nicht mischen. Ich möchte an diesem Beispiel exemplarisch deutlich machen, woran das liegen könnte.

Dazu bekommt jeder Schüler ein kleines leeres Gläschen mit Schraubverschluss (von zum Beispiel Hipp oder Alete Babynahrung). In das sollen sie etwas Wasser füllen und sich dann von mir ein wenig Öl dazu geben lassen.

Ich frage die Schüler, was sie beobachten und wie es zu dieser Schichtenbildung kommt. Vielleicht werden einige Kinder aus der Klasse vermuten, dass das Öl oben schwimmt, weil es zum Schluss eingefüllt wurde.

Um diese Vermutung auf ihre Richtigkeit zu untersuchen, wird zuerst Öl in ein Glas und dann Wasser dazu gegeben. Das Ergebnis bleibt jedoch gleich, das Öl ordnet sich wiederum über dem Wasser an. Die Klasse wird zu dem Schluss kommen, dass das Öl leichter ist als das Wasser. Nun sollen sie den Deckel festzuschrauben und das Glas schütteln. Ich führe die Versuche mit einem eigenen Glas auch selbst durch.

Was sehen sie? Der Inhalt ist milchig geworden, etwas schaumig. Wie sieht es aus mit den beiden Schichten? Es sieht erst so aus, als wären sie vermischt, doch wenn man etwas wartet, trennen sie sich wieder. Nun wird wiederum ein Arbeitsblatt (Arbeitsblatt 3) verteilt, dass ich zusammen mit der Klasse durchgehe. Es sollen die Namen der beiden Flüssigkeiten eingetragen und eine möglichst genaue Zeichnung von dem geschüttelten Inhalt angefertigt und diese beschriftet werden. Sie sollen so genaues Beobachten üben.

Um festzustellen, ob das erworbene Wissen auch auf einen anderen Versuch ("Öl on ice") in etwas veränderter Form übertragen werden kann, bitte ich die Kinder nach vorne an einen bereitgestellten Tisch. Sie sollen sich darum aufbauen, so dass jeder das, was auf dem Tisch passiert, sehen kann. Während der Zeichenphase habe ich zwei Gläser, eins mit Öl und das andere mit Wasser gefüllt, aufgestellt.

Die Schüler sollen mir die Flüssigkeiten nennen und erklären, woran sie sie erkannt haben. In jedes Glas gebe ich dann einen Eiswürfel und fordere die Schüler auf, die Situation zu beschreiben. Der Eiswürfel im Wasser schwimmt oben, der andere im Öl schwimmt unten.

Woran liegt das? Ich erwarte Antworten wie "Der Würfel ist schwerer und sinkt im Öl nach unten. Aber im Wasser schwimmt er doch oben?" Eventuell muss ich die Kinder mit leitenden Fragen wie Woraus besteht denn ein Eiswürfel? Aus dieser scheinbaren Diskrepanz heraus führen. Im Anschluss sollen sie Vergleiche zwischen den beiden Experimenten ziehen, den Satz vervollständigen und ihre Ideen auf dem Arbeitsblatt festhalten.

4. Stunde:
In der nächsten Stunde möchte ich wissen, wie man fettige Teller und Finger wieder sauber bekommt. Geht das nur mit Wasser? Vielleicht wird hier ein Schüler mit "Ja" antworten, diesen plane ich nach vorne zu holen und in eine fettige Bratpfanne greifen zu lassen. Er soll der restlichen Klasse von dem Gefühl berichten ("Das ist schmierig") und sich unter dem Wasserhahn die Hände waschen. Das Öl geht natürlich nicht ab.

Die Klasse wird nach dem weiteren Vorgehen gefragt: Was sollen wir jetzt machen? "Wir brauchen Seife für die Hände und Spülmittel für die Bratpfanne." Genau, mit Seife bekommt der Schüler das Öl ab. Wieso geht das nur mit Seife? Ich erwarte Antworten wie "Weil das so gut schäumt." Aber vielleicht kommt ja auch "Wasser und Öl mischen sich ja nicht, aber durch das Spülmittel werden sie vielleicht verbunden."

Diese Vermutung wird als nächstes mit den Schülergläschen ausprobiert. (+Spülmittel) Ich gehe durch die Klasse und gebe Spülmittelkonzentrat zu dem Öl und dem Wasser. Die Schüler schütteln die Gläser wieder eifrig und sollen dann beschreiben, was passiert ist. Ich gehe davon aus, dass jetzt eine milchige Emulsion entstanden ist und sich die Flüssigkeiten nicht mehr in zwei Schichten trennen. Die Kinder sollen die Lücke auf ihrem Arbeitsblatt ausfüllen und ihr Glas mit dem Spülmittel zeichnen und beschriften.

In der Sicherungsphase und bei ausreichender Zeit sollen die Experimente noch einmal gemeinsam abschließend erläutert werden. "Wasser und Öl mischen sich nicht, weil Öl leichter ist. Wenn man Spülmittel dazu gibt, mischen sie sich, weil Spülmittel sich zwischen das Öl und das Wasser setzt und es so verbindet."

Da diese Ausführungen möglicherweise nicht ausreichen, werde ich versuchen diese um eine anschauliche Erklärung auf ikonischer Ebene zu erweitern. Dabei spielt die Struktur der Teilchen eine wichtige Rolle. Ich hoffe, dass diese Teilchenerklärung nicht zu abstrakt und schwierig für die Schüler ist.

Flüssigkeiten, die sich in ihrem Aufbau und ihrer Struktur sehr ähneln, können miteinander gemischt werden. Da die Teilchenstruktur von Wasser und Öl stark von einander abweichen, verbinden sie sich nicht. Unter einem starken Vergrößerungsglas hätten die Wasserteilchen eine nahezu kugelige Gestalt, das Öl dagegen eine eher längliche Form. Ich plane die Wasserteilchen deshalb vereinfacht als runde Kugeln und die Ölteilchen als längliche Balken mit etwas Abstand nebeneinander darzustellen. Das Spülmittel ähnelt beiden Flüssigkeiten auf eine bestimmte Art und Weise. Es weist einen kugeligen Teil und einen länglichen Teil auf. Nun kann sich der kugelige Teil mit dem Wasser und der längliche Teil mit dem Öl verbinden und stellt somit eine Brücke als Verbindung zwischen den eigentlich nicht mischbaren Flüssigkeiten her. Das ließe sich dann etwa so darstellen:

Wasser - Spülmittel - Öl

Am Ende der Stunde plane ich die Fachbegriffe Emulsion und Emulgator einzuführen. Das Öl-Wasser-Spülmittel - Gemisch in den Gläschen bezeichne ich als Emulsion und nenne Milch als ein weiteres Beispiel, Milch bestehe nämlich ebenfalls aus Wasser und Fett. Damit sich eine Emulsion nicht wieder trennt, gibt es den Emulgator. Das ist in unserem Fall das Spülmittel. Die beiden Begriffe sollen zusätzlich auf dem Arbeitsblatt festgehalten werden, nachdem ich sie der richtigen Schreibweise wegen an die Tafel geschrieben habe.