Alles, was knallt und leuchtet: Die Chemie begegnet uns jeden Tag auf ganz unterschiedliche Art und Weise. Nicht nur im Chemieunterricht in der Schule, sondern auch zuhause. Ohne Chemie wären einige Dinge in unserem Leben gar nicht möglich: Tabletten enthalten chemische Wirkstoffe, mit denen Krankheiten behandelt werden. Im Tiefkühlfach entsteht aus Wasser ein Eiswürfel. Auch diesen Vorgang haben wir der Chemie zu verdanken. Und dass Kunststoff eine chemische Zusammensetzung aufweist, ist vermutlich jedem klar. Es stimmt also: An der Chemie kommen wir nicht vorbei. Zum Glück, denn mit ihr kannst du eine Menge entdecken, erleben und herausfinden.
Chemische Zusammenhänge lassen sich nämlich auch daheim in Form von Experimenten erforschen. Vielleicht hast du sogar einen Chemiebaukasten, mit dem du selber Versuche durchführen kannst. Für manche Experimente brauchst du noch nicht einmal besonderes Zubehör oder Vorkenntnisse, sondern nur ein paar Gebrauchsgegenstände wie zum Beispiel Backpulver, leere Flaschen oder einen Eimer voll Wasser. Und schon lassen sich Versuche aufbauen und chemische Reaktionen beobachten. Chemie kann ganz schön spannend sein!
Chemie-Experimente für Kinder zum Selbermachen
Im Folgenden erhältst du Anleitungen für drei Chemieversuche. Sie sind für den Unterricht, aber auch zum Selbermachen gut geeignet. Allen Versuchen liegt ein bestimmter chemischer Vorgang zugrunde, welcher am Ende der Durchführung erklärt wird.
Rostiges Eisen:
Für diesen Versuch benötigst du nur einen Nagel. Ansonsten eignet sich auch ein einfaches Stück Eisen. Bitte achte vorher darauf, dass das Material unbeschädigt ist. Anschließend wird der Nagel (oder das Eisenstück) nach draußen gelegt. Regenwetter bietet dir noch bessere Bedingungen für das Experiment. Den Nagel lässt du einige Tage lang draußen liegen. Wenn du ihn nach Ablauf der Zeit wieder anschaust, kannst du etwas erkennen. Das Metall hat sich verändert, es hat Rost angesetzt. Seine bislang glänzende Oberfläche weist nun bräunlich-rote Stellen auf und sieht uneben aus.
Woran liegt das?
Sowohl der Sauerstoff als auch das Regenwasser haben das Metall beeinflusst. Die Verbindung dieser Elemente führte zu einer Reaktion, bei der sich Rost gebildet hat.
In der Chemie wird der Prozess übrigens als Oxidation beziehungsweise als Korrosion bezeichnet: Durch den direkten Kontakt vom Eisen mit der Luft werden Eisenatome an den Sauerstoff abgegeben. Oft werden chemische Reaktionen in einer Kurzform zusammengefasst. Das funktioniert auch in diesem Fall:
Eisen + Sauerstoff -> Rost (Oxidation)
Mit chemischen Abkürzungen sieht die Formel so aus:
Fe + O₂ -> FeO
Aus der Reaktion von Eisen mit Sauerstoff geht Eisenoxid (FeO) hervor.
‚Springbrunnen‘ aus Cola und Mentos:
Diese chemische Reaktion hat es mittlerweile als Video bis ins Netz geschafft, denn sie ist sehr anschaulich und einfach nachzumachen. Am besten führst du sie im Freien durch. Für drinnen ist das Versuchsergebnis ein bisschen zu klebrig. Zunächst brauchst du eine Flasche Cola und eine Stange Mentos. Die Flasche wird geöffnet, im Anschluss wirfst du die Pfefferminzpastillen in die Cola. Sofort strömt das Getränk wie ein brauner Springquell heraus.
Woran liegt das?
Die Kohlensäure in der Cola setzt sich in Form von Kohlendioxidblasen auf den Mentos ab. Das Absetzen wird durch die löchrige Oberfläche der Mentos-Pastillen begünstigt. Für unsere Augen ist die raue Struktur nicht sichtbar, unter dem Mikroskop könntest du sie sehen. Da sich mehrere Pastillen in der Flasche befinden, steigen die Blasen im schnellen Tempo nach oben hoch. Gleichzeitig verbleiben die Mentos wegen ihres höheren Gewichts am Flaschenboden liegen.
Die Ausprägung des Effekts hängt zudem von der verwendeten Colasorte ab. Am intensivsten fällt er bei Cola Light auf, denn nur diese Variante besteht zum Teil aus dem Stoff Aspartam. Weitere Bestandteile der Cola sind Kohlendioxid und Kaliumbenzoat. Für die Pastillen wurde ein Überzug aus dem Pflanzenextrakt Gummi arabicum verwendet. All diese chemischen Stoffe reagieren miteinander, was das auffällige Schäumen vom Cola-Gemisch verursacht. Für das plötzliche ‚Explodieren‘ der Cola lässt sich folgende Reaktionsformel aufstellen:
H₂O + CO₂ -> H₂CO₃
Überdies steigt der pH-Wert der Cola durch die chemische Reaktion leicht an. Die Mentos-Pastillen lösen sich in der Flüssigkeit auf. Dadurch entsteht am Ende der chemische Stoff Kohlensäure (H₂CO₃).
Backpulver und Essig zum Aufpusten:
Für den Versuch brauchst du eine leere Plastikflasche. Innen sollte sie gut ausgespült und getrocknet sein. Darüber hinaus sind eine Tüte Backpulver, Essig sowie zwei Luftballons als Zubehör notwendig. Zuerst wird einer der beiden Ballons mit dem Backpulver gefüllt. Danach gießt du den Essig in die Flasche. Bitte achte genau darauf, dass das Pulver nicht mit dem Essig in einer geschlossenen Glasflasche vermengt wird.
Diese Methode könnte sogar explosiv wirken! Nun stülpst du den Ballon über den Flaschenhals, er sollte fest vom Gummi umschlossen sein. Das Backpulver fällt aus dem Luftballon in die Flasche mit dem Essig. In der Regel kann man dabei ein Zischen hören. Ähnlich wie beim vorigen Versuch bildet sich auch hier Schaum. Nach kurzer Zeit kannst du sehen, wie der Ballon durch das Backpulver langsam aufgeblasen wird.
Hinweis: Sollte der Luftballon nicht größer werden, ist die Flasche möglicherweise nicht richtig verschlossen. Ziehe den Ballon so über die Flaschenöffnung, dass auch ein Teil des Flaschenhalses vom Gummi bedeckt ist. Dann bist du auf der sicheren Seite.
Den zweiten Luftballon pustest du selbst auf. Wenn er ungefähr die Größe des ersten Ballons erreicht hat, werden beide fest zugeknotet. Im nächsten Schritt hältst du die Luftballons so, dass sie sich auf gleicher Ebene befinden und lässt sie auf den Boden fallen. Dabei wirst du einen Unterschied in ihrer Schnelligkeit bemerken: Der erste Ballon braucht für den freien Fall weniger Zeit als der selbst Aufgeblasene.
Woran liegt das?
Hauptsächlich besteht Backpulver aus Natron, Essig zählt hingegen zu den Säuren. Durch ihr Aufeinandertreffen in der Flasche wird ein chemischer Vorgang ausgelöst: Für eine kurze Zeit bildet sich Kohlensäure. Sie ist für das Aufschäumen verantwortlich, bleibt allerdings nicht lange bestehen. Die Kohlensäure wird in das Gas Kohlendioxid (CO₂) umgewandelt. Da in der Flasche zu wenig Platz vorhanden ist, kommt es zu einem Überdruck. Aus diesem Grund dehnt sich das CO₂ bis in den Luftballon aus.
Warum fällt dieser Ballon aber schneller?
Im ersten Luftballon befindet sich CO₂ in Reinform. Unsere Atemluft wiegt im Vergleich aber deutlich weniger. Darum fällt der erste Ballon schneller auf den Boden als der zweite, den du selber aufgepustet hast.
Fazit
An den oben aufgeführten Versuchen siehst du, wie vielseitig Chemie eigentlich sein kann. Mit wenig Aufwand und ein bisschen ‚Arbeitsmaterial‘ hast du die Möglichkeit, chemische Zusammenhänge selber zu erforschen. Das geht leicht, macht viel Spaß und ganz nebenbei kannst du auch noch dein Chemiewissen für die Schule auffrischen oder erweitern.