Experimentera med BERTA Bertaturnén 2011 1
Kromatografi på färgpennor Material: olika vattenlösliga tuschpennor (gärna av olika fabrikat, både mörka och ljusa), pipettflaskor med H 2 O (vatten) eller glas med vatten och sugrör, vita kaffefilter. Fundera över en hypotes: Vad kommer att hända när färgen i tuschpennorna som ni har målat på kaffefiltret påverkas av vatten? Rita stora prickar eller andra mönster med tuschpennor i olika färger på kaffefiltret Droppa vatten på färgen och observera vad som händer på filtret När pappret blöts upp av vattnet, drar det med sig färgen ifrån pennan. Om pennan är vattenlöslig är färgen i den vattenlöslig och kommer att förflytta sig med vattnet enligt principen lika löser lika. De olika färgmolekylerna kommer att röra sig med olika hastighet genom pappret och på grund av att de är olika stora kommer de att stanna olika snabbt i pappret. Många vattenlösliga tuschpennor är blandningar av olika färgmolekyler och dessa färgmolekyler förflyttar sig olika långt i pappret. Färgmolekyler som ger gula, turkosblå och rosa färger är ofta mycket små och hamnar ofta längst ut i mönstret de förflyttar sig lätt i pappret. Fortsätt experimentera med Ta fram alla svarta tuschpennor ni kan hitta. De svarta är spännande eftersom de alltid är en blandning av många olika färger (svart enligt definition är ju tomrum/ingen färg, och det är ju omöjligt att blanda fram). Gör experimentet enligt beskrivningen ovan. Ni kommer att upptäcka att färgen i vissa pennor delar upp sig i mängder av olika färger, men att det inte händer något alls med vissa. Detta beror på att en del pennor har ett annat lösningsmedel än vatten; de innehåller alkohol istället. För att få färgerna i dessa svarta att börja sprida sig måste man istället använda någon sprit; tex handsprit, T-röd (ta en sort som inte är extremt rosa till färgen) eller ren etanol. Surt i maten Material: provrör eller små bägare, bikarbonatlösning (recept, se sist i dokumentet), ketchup, koncentrerad apelsinjuice, koncentrerad äpplejuice, ättika 12%, vinäger, stark citronsyrelösning (blanda 2 msk citronsyra i 1 liter vatten) Fundera över en hypotes: Vilken av matvarorna kommer att bubbla mest? Finns det vissa saker ni blandar som kommer att bubbla mer? 2
Häll upp bikarbonatlösning i 6 små muggar/provrör Häll i mindre mängder av ketchup, citron, vinäger, ättika, juice i bikarbonatlösningen en sort i varje mugg/provrör Häll i mindre mängder av ketchup, citron, vinäger, ättika, juice i bikarbonatlösningen mer än en sort i varje mugg/provrör Titta noga på bubblorna i rören/muggarna är de stora eller små? Hur rör de sig? Skummar det? Bubblar något över? När bikarbonatlösningen som är basisk (ph värde över 7) blandas med sura matvaror (ph under 7) bildas koldioxidgas. Koldioxidgas i vattenlösning kallas för kolsyra och det ni ser i rören är precis samma typ av bubblor som vi har i våra läskedrycker, t ex Cola och Fanta. I vissa rör bildas ett skum som stannar kvar i röret även efter att gasen har spridit sig ut i luften omkring. Detta beror på att det finns fast substans i matvaran som formar sig till ett skum runt gasbubblorna och skummet blir kvar en längre stund efter att gasen spridit sig. Precis som i en Cola som får stå öppnad över natten spricker gasbubblorna uppe vid ytan i de olika rören och gasen sprider sig i luften runt omkring. När kolsyran är i gasform kallas den koldioxid. Potatis i vatten Material: potatis, vatten, salt, hög smalare burk eller glas, karamellfärg, annan burk eller kanna Fundera över en hypotes: Vad händer när vi släpper ner en potatis i sötvatten (vanligt vatten) resp saltvatten? Häll sötvatten i halva burken Lägg i potatisen Häll i salt och rör om ända tills potatisen flyter Häll sötvatten i den andra burken/kannan Håll burken med potatisen i på snedden, häll i sötvattnet ur kannan/burken sakta så att det lägger sig ovanpå saltvattnet. Droppa i några droppar karamellfärg låt dem sprida sig i sötvattnet. Du kan röra försiktigt i den övre delen av vattnet. Nu har du fått en svävande potatis 3
Potatis sjunker i vanligt vatten (sötvatten), men flyter i riktigt salt vatten. Saltvatten är tätare (har en högre densitet) än sötvatten och sjunker därför ner under sötvattnet. Potatisens densitet (täthet) ligger mellan det extremt salta vattnet och sötvattnet. Därför kan man få den att sväva mitt i vattnet. Potatisen kommer ju att sjunka i sötvattnet och flyter i saltvattnet. Om man färgar sötvattnet är det lättare att se var gränsen går mellan sötvatten och saltvatten. Mentos och Cola Material: stor flaska cola light (1,5 eller 2 liter), MENTOS mint pastiller, borr, ståltråd, nål eller tunn spik. Fundera över en hypotes: vad kommer att hända när MENTOS släpps ner i cola light? Borra ett 6-10 mm hål i en kork till en PET-flaska Gör hål i mitten genom 5-7 mentos mint Trä igenom en ståltråd vik in ståltråden 2 cm i botten på mentosraden och lämna 10 cm ovanför mentosen Trä den längre ståltrådsänden genom hålet i korken, vik in tråden så att korken och mentosen hänger ihop Skruva bort locket ifrån flaskan Häll bort lite Cola light om det behövs. Mentosen på ståltråden ska INTE nå ner till colan. Skruva försiktigt dit cola-locket med mentos och hål i. Låt INTE mentosen bli blöta! Samla alla barnen i en stor ring runt flaskan. Räkna ner tillsammans från 10; 10,9,8,7,6,5. En vuxen släpper ner ståltråden med mentosen i colan. Fyrverkeri!!!!!!! Hur högt tror ni det sprutade? I vanligt socker är det mycket större (=trögare) molekyler än det är i sötningsmedel. Därför blir reaktionen mycket kraftigare när man använder sig av cola light jämfört med vanlig cola. När man tillverkar läsk tillsätts koldioxid under högt tryck. På grund av övertrycket börjar koldioxiden ge sig iväg som gasbubblor så fort man öppnar flaskan, men detta sker mycket långsamt. När mentos-tabletterna ramlar ner i läsken bildas det oerhört snabbt stora mängder små bubblor av koldioxid eftersom ytan på mentosen fungerar som katalysator. På ytan samlas koldioxidgas i stora mängder och bubblorna blir snabbt större och större. När de är tillräckligt stora finns det bara ett håll de kan sprida sig åt uppåt - eftersom densiteten på koldioxidgasen är mycket lägre än i resten av Colan. Den kraftiga gasbildningen får läsken att spruta som en fontän ut genom den enda öppningen som finns det lilla hålet i korken. 4
Bertas kruka Material: kruka, torr blomjord, brustablett (typ C-vitamintablett eller liknande), vatten, vattenkanna, torr liten burk (som går lätt att göra hål i)kondom eller tunn plasthandske, gummiband. Fundera över en hypotes: Vad händer när krukan vattnas? Det blir roligast om man förbereder krukan före eleverna får se den!!! Gör några hål i botten på den lilla burken Lägg i en brustablett i burken Trä en kondom eller tunn plasthandske över burkens öppning täta med gummiband om det behövs. Ställ ner burken i krukan Fyll på med torr blomjord på och bredvid burken Vattna krukan tillsammans så får ni se om något börjar växa Brustabletten innehåller både en bas och en syra. När den kommer i kontakt med vatten som läcker in underifrån i burken bildas det koldioxidgas. Gasen kan bara komma ut ur burken genom burkens öppning uppåt (hålen i botten är ju vattenfyllda) och eftersom den är övertäckt med en kondom/handske kommer koldioxidgasen att fylla handsken/kondomen som reser sig. Bertas badbomber Material: mugg/bägare, sked, muffinsform, bikarbonat, citronsyra, vatten, olja ( tex olivolja, rapsolja eller liknande), ev pipettflaskor till vätskorna Fundera över en hypotes: vad kommer att hända när badbomben hamnar i vattnet? (ha gärna en färdig badbomb att testa med efter att ni ställt er hypotes) Droppa i 10 droppar vatten och 5 droppar olja i muggen/bägaren Lägg i 2 msk bikarbonat och 1 msk citronsyra i muggen Rör om noggrant Packa massan i formen, tryck ihop massan med baksidan av skeden 5
Låt badbomben stå framme över dagen, förvara sedan i burk med lock eller i påse Lägg i badbomben i varmt vatten, gärna i ditt badkar tillsammans med dig. Citronsyran är en syra och bikarbonaten är en bas. När de blandas med varandra i torrt (fast) tillstånd händer ingenting. Den lilla mängden vatten och olja som tillsätts räcker inte för att lösa upp dem och därför startar inte reaktionen mellan surt och basiskt. När badbomben däremot hamnar i det varma vattnet kan reaktionen starta och koldioxidgas bildas, därför bubblar vattnet kraftigt en stund när badbomben löser upp sig i vattnet. Kindereggsbomber Material: Bägare eller skål, den lilla behållaren som finns inuti Kinderegg (det går även bra med den numera utrotningshotade burken till traditionella filmrullar), bakpulver, vatten Fundera över en hypotes: vad kommer att hända när bakpulvret blöts ner inuti kindereggsbehållaren? Lägg ca 1 tsk bakpulver i kindereggsbehållaren Häll i en tsk vatten och sätt snabbt på locket Lägg ner behållaren i bägaren/skålen Backa! I bakpulver finns en syra och en bas blandade i fast form. När vattnet blandas med bakpulvret kan syran och basen reagera med varandra eftersom de löser upp sig i vattnet. I reaktionen utvecklas koldioxidgas. När gasen bildas inuti behållaren trycker molekylerna mot behållarens väggar gasvolymen blir så stor at den inte får plats. När trycket ifrån gasen blir tillräckligt stort tvingas behållaren upp med ett poff och koldioxidgasmolekylerna sprids i alla riktningar samtidigt som behållaren flyger iväg. 6
Martas bubbelexperiment Material: större provrör eller smal vas, liten bägare/glas, pipett, bikarbonat, rödkålslösning (eller annan lösning som ändrar färg i sur resp basisk lösning, t ex blåbär, lingon, svart morot), matolja, citronsyra eller vanlig citron. Fundera över en hypotes: Vad kommer att hända med färgen på rödkålen när den kommer i kontakt med både citronsyra och bikarbonat? Lägg1 tsk till 1 msk bikarbonat i botten på röret (beroende på hur stor behållaren är) Fyll på röret med matolja lämna minst 5 cm utan olja högst upp Häll upp 1 dl rödkålssaft i en bägare, lös upp 1 tsk citronsyra i saften (eller saften från en halv citron) Sug upp rödkålssaft med citron i pipetten och droppa ner stora droppar i röret. Rödkål innehåller flera olika färgämnen som är ph-indikatorer, dvs ändrar färg beroende på om det är surt eller basiskt i lösningen. Färgämnena i rödkål byter färg vid olika ph. Därför får man en hel skala av färger från den mest sura lösningen till den mest basiska. När den sura rödkålssaften sjunker ner genom oljan bildas vackra röda droppar av mestadels vatten som inte alls blandar sig med oljan. Den här lösningen är riktigt sur och har ett ph på ca 3. När den träffar på bikarbonaten som är basisk, ca ph 9-10, sker en kemisk reaktion. I reaktionen bildas koldioxidgas och färgbubblornas ph höjs så att rödkålen ändrar färg. Eftersom koldioxidgasen inte har lika hög densitet som vatten åker bubblorna snabbt uppåt och drar med sig en del av rödkålssaften uppåt (tittar du noga kan du se de små bubblorna som ligger runt färgdropparna och tar med dem upp mot ytan). Väl uppe släpps koldioxidbubblorna ut i luften och dropparna med rödkålssaft sjunker igen. Allt kan fortsätta så länge det finns bikarbonat kvar och du fyller på med sur rödkålssaft. Om 7
experimentet får stå en stund kommer färglösningen som ligger kvar nere på bikarbonaten att ha en helt annan färg en den du droppade i. ph-skalan ser ut så här: De färgämnen som finns i rödkål är olika varianter av anthocyaniner och flavonoler. 8
Användbara mailadresser för kemiexperiment: www.draknet.se http://school.chem.umu.se Använd sedan de länkar som går härifrån till andra kemisidor, sidor om kemisäkerhet, var man kan beställa material m m. Här finns mycket av det som behövs Beredning av bikarbonatlösning och citronsyralösning Blanda ut två matskedar bikarbonat i en liter varmt vatten och rör om tills all bikarbonat har löst sig. Blanda ut en matsked citronsyra i en liter varmt vatten och rör om till all citronsyra har löst sig Beredning av rödkålslösning: Skär ett rödkålshuvud i mindre bitar. Lägg strimlorna i en påse och lägg in påsen i frysen över natten. Lägg de frusna rödkålsstrimlorna i varmt vatten en stund, ca fyra dl strimlor till en liter vatten. Rödkålslösningen är färdig när vätskan är mörkt lila. Recept på såpbubblor 1 och 2 Det här behöver du för att göra såpbubbelblandning (räcker till hel klass/barngrupp): Såpbubblor 1 Du behöver: 1 l vatten 2 dl socker 3 dl YES diskmedel 1 dl glycerin/glycerol Såpbubblor 2 Du behöver: 6 delar vatten 3 delar diskmedel gärna YES 1 del sirap Blanda försiktigt alla ingredienserna. Låt blandningen stå några dagar. Så här gör man: 9 Blanda diskmedel, vatten, glycerol och socker. Låt blandningen stå ett par dagar, då blir den bäst. Ni kan göra fler egna bubbelblåsverktyg av tunn metalltråd rund, fyrkantig eller kanske någon annan form. Jättebubblor gör du genom att doppa din