5.7.1 Die Kraft der Seifenteilchen

Dieser Versuch sollte in Gruppen durchgeführt werden, daher wurden die Tische zusammengestellt, so dass immer fünf bis sechs Kinder in einer Gruppe arbeiteten. Auf jedem Gruppentisch wurde eine farbige Plastikschüssel von den Kindern bis zur Hälfte mit Wasser gefüllt. Anschließend gingen die Lehrerin und ich von Tisch zu Tisch und bestäubten die Wasseroberfläche mit einer dünnen Schicht Babypuder, was normalerweise empfindliche Körperpartien vor Wundreiben schützt. Das weiße Babypuder bleibt auf dem Wasser liegen ohne sich im Wasser zu lösen oder durchzunässen und dann abzusinken. Wir können hier auch andere wasserunlösliche Stäube verwenden wie Schwefel- oder Graphitpulver, aber Babypuder ist eine im Supermarkt erhältliche und einfache Alternative. Nun durfte ein Kind aus der Gruppe, das von der Lehrperson ausgewählt wurde, einen Finger in einen kleinen, mit Spülmittel gefüllten Becher tauchen, und damit anschließend die Wasseroberfläche in der Mitte der Schüssel berühren. Alle anderen Schüler am Tisch sollten währenddessen den Vorgang genau beobachten. Um die Veränderung auf der Wasseroberfläche sehen zu können, mussten die Schüsseln einen Kontrast zum weißen Babypuder darstellen, deshalb eigneten sich hier besonders Plastikschüsseln in kräftigen Farben.

 
(Fotos: Janina)

Beobachtung:
Sobald das Spülmittel mit der Oberfläche des Wassers in Kontakt kam, zerriss der Staubfilm ruckartig und wurde an den Rand der Schüssel gedrängt. Diese Verdrängung geschieht wahrlich von einer Sekunde auf die andere, was für die Schüler im ersten Moment total überraschend war, denn dass die Tenside so stark sind, hätten sie nicht erwartet.

Deutung:
Die klitzekleinen Seifenteilchen setzen sich mit Vorliebe an die Wasseroberfläche, da sie mit ihrem runden Kopf gerne ins Wasser tauchen, aber ihre langen Beine nicht nass werden sollen und stattdessen in die Luft zeigen. Dies ist genau wie bei einem Handstand, den das ein oder andere Kind bestimmt schon einmal im Schwimmbad ausprobiert hat. Die Tenside verdrängen also die oberste Schicht der Wasserteilchen und somit auch alles andere, was sich an der Wasseroberfläche befindet, wie wir mithilfe des Babypuders sichtbar machen konnten.

Nach einer kurzen Aufräumphase malten die Schüler ihre Beobachtung der Aufgabe entsprechend auf das Arbeitsblatt 3. Dabei sollten sich die Kinder eine Buntstiftfarbe aussuchen, in der sie das weiße Babypuder darstellen wollten, damit sie die Veränderung an der Wasseroberfläche auch besonders gut hervorheben konnten.

Die Kraft, die im ersten Experiment erkennbar wurde, können wir auch spielerisch für uns nutzen. Durch die Seifenteilchen findet nämlich eine Verdrängung statt, die wir in einen Seifenantrieb umfunktionieren können. Den Schülern wurde deshalb die Geschichte vom Bootsmann Willi, einem kleinen Gummibärchen, erzählt, das so gerne auf die andere Seite des Tellers gelangen möchte. Er hat zwar schon ein Streichholzschachtelboot, was ich den Kindern auch sogleich zeigte, aber mit seinen knubbeligen Armen kann er nicht rudern und so einen kleinen Motor besitzt er ebenfalls nicht. Willi sucht noch einmal ganz genau in seinem Häuschen, wo er ein Stück Seife und ein Gummiband findet. Auch diese Elemente brachte ich zum Vorschein und zeigte sie den Schülern. Vielleicht können Willi ja die Kinder mit einer guten Idee weiterhelfen? Die Kinder gaben viele Antworten wie zum Beispiel ein Segel anzubauen oder einfach zur anderen Seite des Tellers zu schwimmen. Ich erklärte daraufhin, dass Willi für ein Segel ja ein Stück Stoff bräuchte, und ihm ja nur die Seife und das Gummiband zur Verfügung stehen. Außerdem kann Willi nicht schwimmen, was bei Gummibärchen immer so ist, da Willi nicht nass werden darf, weil er sonst ganz klebrig wird. Ich gab den Kindern also den Hinweis, dass die Seife auch eine große Kraft besitzt, wie wir sie zuvor in unserem Versuch erlebt hatten, aber trotzdem kamen die Schüler nicht zu der von mir gefundenen Lösung, um Willi zu helfen. Also eröffnete ich den Kindern, dass man ein handliches Boot aus den vorliegenden Materialien bauen kann, das sich ohne Anschubsen auf dem Wasser vorwärts bewegt. Die Reaktion der Schüler war eher skeptisch, denn sie kennen bereits viele verschiedene Antriebsmethoden für Schiffe, die von ihnen nicht mit Seife in Verbindung gebracht werden konnten. Auf die Neuigkeit, dass ein Boot mittels eines Stückchens Seife auf ruhigem Gewässer ohne Fremdeinwirkung vorwärts treibt, reagierten die Schüler jedoch skeptisch, deshalb musste dafür erst selbst experimentiert werden, um dies zu glauben.


Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie.
Letzte Überarbeitung: 26. August 2004, Dagmar Wiechoczek