Die sprudelnde Erfrischung

Teaser „Die sprudelnde Erfrischung“

Was wird vermittelt?

Warum zischt eine Wasserflasche beim Öffnen? Wie bekommt man die Bläschen in die Limonade? Und wie kann man Kohlensäure in Wasser nachweisen?

Im Experiment „Die sprudelnde Erfrischung“ erforschen Kinder, woraus Limonade besteht und warum es so sprudelt, wenn man die Flasche öffnet. Sie weisen nach, dass beim Schütteln CO2 aus der Limonade entweicht – sichtbar an der Verfärbung von Rotkohlsaft. Sie erfahren, dass das Gas durch Druck in der Flasche gebunden bleibt und beim Öffnen schlagartig entweicht. Zusätzlich entdecken sie, dass Kohlenstoffdioxid den Gefrierpunkt senkt: Eine tiefgekühlte, aber noch flüssige Limonade gefriert plötzlich beim Eingießen ins Glas. Am Ende überprüfen sie ihr Wissen in einem optionalen Expertentest über sprudelnde Getränke.

Direkt zum Experiment

Schritt-für-Schritt-Anleitung für den Einsatz im Unterricht

Dauer: ca 30-40 Minuten

Lernziel: Die Schülerinnen und Schüler lernen, das Kohlenstoffdioxid in Limonade für das Sprudeln verantwortlich ist und wie es mit Hilfe von Rotkohlsaft nachgewiesen werden kann.

Einstieg

Die Lernenden betreten das virtuelle Labor und folgen der Einführung von Dr. Blubber. Eine Animation zeigt die Bestandteile von Limonade auf mikroskopischer Ebene. Ob das Kohlenstoffdioxid (CO2) der Grund für das Schäumen und Blubbern ist, soll im Experiment untersucht werden.

Schritt 1: Materialien auswählen

Nun suchen die Lernenden die benötigten Materialien im virtuellen Materialschrank:
  • ein Glasröhrchen
  • einen Gummistopfen
  • zwei Bechergläser
  • einen Gummischlauch
Hinweise helfen den Lernenden bei der Auswahl.

Schritt 2: Rotkohlsaft vorbereiten

Die Lernenden füllen etwas lilafarbenen Rotkohlsaft in ein Becherglas. Dieser Saft wird später verwendet, um das Kohlenstoffdioxid nachzuweisen, da er sich bei Kontakt mit CO2 rot färbt.

Schritt 3: Limonade vorbereiten

Die Lernenden sollen nun die Limonade mit ihrem Kohlenstoffdioxid in den Rotkohlsaft leiten, ohne dass Gas nach draußen entweichen kann. Sie platzieren zuerst den Gummistopfen auf der Limonadenflasche. Danach setzen sie das Glasröhrchen in den Gummistopfen und verbinden den Gummischlauch mit dem Glasröhrchen und dem Becherglas.

Schritt 4: Limonade schütteln

Die Lernenden schütteln nun die Flasche mit der Limonade kräftig. Dabei wird das Kohlenstoffdioxid aus der Limonade freigesetzt und gelangt in den Rotkohlsaft. Der Rotkohlsaft blubbert und verfärbt sich rot, was zeigt, dass CO2 vorhanden ist.

Schritt 5: Sprudeln verstehen

Die Lernenden beantworten die Frage, warum Limonade nur sprudelt, wenn man sie schüttelt – es liegt am Druck innerhalb der Flasche, der das Kohlenstoffdioxid in der Limonade hält. Ein Erklärfilm verdeutlicht, dass CO2 unter großem Druck wesentlich besser in Wasser/Limo löslich ist. Durch Schütteln wird der Druck in der Flasche verändert, die Kohlensäure löst sich wieder aus der Limo und es entsteht Sprudel. Beim Öffnen der Flasche senkt sich der Druck in der Flasche schlagartig, das CO2 entweicht und nimmt Flüssigkeit mit nach draußen.

Schritt 6: Limonade gefrieren lassen

Dr. Blubber zeigt eine Wasser- und eine Limoflasche, die beide im Tiefkühlfach aufbewahrt wurden. Während das Wasser gefroren ist, ist die Limo immer noch flüssig. Die Lernenden beantworten die Frage, warum das so ist und erfahren, dass CO2 die Limonade vor dem Gefrieren bewahrt hat, da es den Gefrierpunkt des Wassers senkt. Die Lernenden gießen die Limo aus dem Eisfach in ein Glas – es gefriert zu Eis! Der Grund hierfür ist, dass der Druck in der Flasche durch das Öffnen verändert wurde, ebenso wie der Gefrierpunkt.

Schritt 7: Aufräumen

Die Lernenden entscheiden, ob sie das virtuelle Labor selbst aufräumen oder dies automatisch erledigen lassen möchten. Wenn sie sich für das selbstständige Aufräumen entscheiden, müssen sie die benutzten Materialien korrekt sortieren.

Expertentest (optional)

Im Expertentest stellen die Lernenden ihr neu erworbenes Wissen über sprudelnde Getränke unter Beweis. Sie ordnen drei Gläser mit verschiedenfarbiger Indikatorlösung drei Getränkeflaschen zu. Dr. Blubber gibt den Hinweis: Je roter der Saft, desto mehr Kohlensäure hat das Getränk. Die korrekte Zuordnung ist: blau / stilles Wasser, lila / Medium-Wasser mit wenig Kohlensäure, rot / spritziges Wasser mit Sprudel. Die Lernenden erhalten ein Expertendiplom, wenn sie den Test vollständig bis zum Ende durchführen.