4.2 Experimente zur Oberflächenspannung des Wassers


4.2.1 Der Wasserberg

Materialien
Ein Glas, Wasser, ein Tablett mit Rand, eine Tropfpipette.

Durchführung
Das Glas wird knapp bis zum Rand mit Wasser gefüllt. Nun tropft man mit der Tropfpipette immer mehr Wasser hinein.

Beobachtung
Das Wasser wölbt sich deutlich nach oben und bildet einen Wasserberg.


4.2.2 Was macht der Wassertropfen?

Materialien
Kunststoffdeckel, gewebte Stoffe aus Baumwolle, Marmeladenglas, Gummiband, Wasser, Tropfpipette.

Durchführung
Der Stoff wird über die Öffnung des Marmeladenglases gespannt und mit einem Gummiband befestigt. Mit der Tropfpipette wird nun ein Tropfen Wasser auf den Kunststoffdeckel und ein Tropfen auf den Stoff gegeben.

Beobachtung
Das Wasser perlt ab und bleibt als nahezu kugelförmiger Tropfen auf dem Deckel und dem Soff liegen.


4.2.3 Sachinformation zur Oberflächenspannung des Wassers

Eine wichtige Eigenschaft des Wassers ist seine Oberflächenspannung. Die Oberflächenspannung liegt in der Anziehungskraft zwischen den Wassermolekülen. Im Inneren der Flüssigkeit besteht zwischen den Wassermolekülen eine gleichmäßige Anziehung in alle Richtungen, doch an der Wasseroberfläche erfahren die Moleküle eine einseitige Anziehung, die in das Innere der Flüssigkeit gerichtet ist. Durch den Zug nach innen versucht das Wasser die Oberfläche so klein wie möglich zuhalten, woraus sich die kugelförmige Gestalt von Wassertropfen und, bei einem übervollen Wasserglas, die Entstehung des "Wasserbergs" erklären lässt.
Doch nicht nur an der Wasseroberfläche sondern auch an den Grenzflächen zwischen Wasser und einem anderen Medium (Stoffgewebe, Glasscheibe, Kunststoff etc.) existiert eine solche Spannung, die Grenzflächenspannung. Das hat zur Folge, dass Wasser abperlt, wenn es in ein Material nicht eindringen kann.


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Letzte Überarbeitung: 24. Januar 2005, Dagmar Wiechoczek