Zwergenmodul - Informatik

Es ist wieder #experiMINTe Zeit.

Alles was ihr  braucht ist ein wenig Blaukraut / Rotkraut, einen Kochtopf, Gläser und Teelöffel und natürlich verschiedene Flüssigkeiten die ihr testen wollt.

Bevor es losgeht... ein paar Sicherheitsregeln:

Rotkohl färbt ab. Die Hände werden rot, wenn der Rotkohl zerkleinert wird. Ihr könnt Handschuhe benutzen, wenn ihr möchtet. Außerdem sollte die Kleidung vor Flecken geschützt werden oder am besten etwas angezogen werden, das schmutzig werden darf.

Es darf nichts von den verwendeten Flüssigkeiten in den Mund genommen werden. Dies gilt für alle Lösungen aber natürlich insbesondere für den Test von Seifen und Reiniger.

Auch beim Arbeiten mit heißem Wasser musst aufgepasst werden, dass man nicht verbrüht.

Am Besten wird das ExperiMINT von Kindern und Eltern gemeinsam gemacht.

Vorbereitungen:

Ihr könnt rohen Rotkohl oder gefrorenen Rotkohl verwenden (verwendet ihr rohen Rotkohl, zerschneidet zuvor einen Teil davon in kleine Stücke). Anschließend kocht ihr den Rotkohl so lange, bis das Wasser die violette Färbung annimmt.

Das so gefärbte Wasser wird abgeschüttet und beiseite gestellt, bis es abgekühlt ist. Dieses kann nun dazu verwenden um den pH-Wert anderer Flüssigkeiten zu testen.

Nehmt ein paar Gläser und verteilt das gefärbte Wasser darauf.

Stellt Testlösungen bereit. Es eignen sich hierfür alle wässrigen Lösungen. In meinem Beispiel habe ich (von links nach rechts) Zitronensaft, Apfelsaft, Spülwasser, Leitungswasser, Backpulver-Lösung und Natron verwendet. Aber testet doch auch Essig, Sprudel, Limonade oder Milch.

Gebt die zu testenden Lösungen tropfenweise (z.B. mit einer Pipette oder einem Teelöffel) in die verschiedenen Rotkohltsaft-Gläser. Wie verändert sich die Farbe? Was ist die sauerste und was ist die alkalischste Testlösung, die ihr finden konntet? Lässt sich die Farbreaktion wieder rückgängig machen, wenn ihr eine andere Lösung dazu gebt?

Was passiert? Rotkohl (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) ist eine Kohlsorte die je nach Zubereitung als Gemüse als Rotkraut oder Blaukraut bezeichnet wird. Nach Zugabe von Essig oder Äpfeln beim Kochen verfärbt sich das Gemüse rot. Rotkraut und Blaukraut sind also nicht zwei unterschiedliche Sorten, sondern werden nach der Art ihrer Zubereitung benannt.

Diese Farbreaktion kommt von den im Rotkohl enthaltenen Anthocyanen. Diese wasserlöslichen Pflanzenfarbstoffe sind auch in anderen Pflanzen(teilen) enthalten und verleihen ihnen eine rote, violette oder blaue Färbung. Abhängig vom pH-Wert (wie sauer oder alkalisch etwas ist) verändern sich die Anthocyane und es kommt zu einer Veränderung der Farbe. Rotkohlsaft ist damit eine sogenannte Indikatorlösung. Ein solcher „Anzeiger“ zeigt den pH-Wert einer Lösung an.

stark saurer pH von 3 : pink

saurer pH von 4 : lila

neutraler pH von 7 : blauviolett

alkalischer pH von 8 : blau

alkalischer pH von 9: blau-grün

stark alkalischer pH 10 oder mehr: grün-gelb bis gelb.

Weiter gemacht:

Wenn am Ende noch Rotkohlsaft übrig ist, dann könnt ihr auch Indikator-Papier herstellen und damit auch später noch Flüssigkeiten testen. Dazu braucht ihr saugfähiges, weißes Papier (z.B. Kaffee-Filter). Dieses wird mit dem Rotkohlsaft getränkt und anschließend wieder getrocknet. Dann wird es in Streifen geschnitten und trocken gelagert. Wollt ihr eine Flüssigkeit testen, wird der Indikator-Streifen einfach in die Lösung getunkt. Am Farbumschlag könnt ihr dann ablesen ob die Lösung sauer oder alkalisch ist.

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Am ersten Kurstag wurde der Kursraum mit großen Stabmagneten untersucht, was magnetisch und was nicht magnetisch ist. Es gab auch Gegenstände, die nicht eindeutig zuzuordnen waren, da sie aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Außerdem wurde den Kindern eine große Auswahl an Alltagsgegenständen präsentiert und es wurde gemeinsam gerätselt und sortiert. Auch hier gab es wieder die Hürde, dass manche der Gegenstände nicht eindeutig zuzuordnen waren. Auch haben die Kinder erfahren, dass die Materialeigenschaft entscheidend für das Magnetisch-Sein ist.

Am zweiten Kurstag versuchten wir den Magnetismus „sichtbar zu machen“. Wir nahmen uns hierfür einige Hilfsmittel. Eine Eisenspätebox zeigte uns die Feldlinien, die ein Stabmagnet erzeugt. Wir konnten spüren wie es sich anfühlt, wenn man zwei Magnete mit gleichen oder unterschiedlichen Polen aneinander hält. Außerdem konnten wir sehen, wie ein Kompass mit Hilfe eines Magneten manipuliert werden kann. Ganz nebenbei lernten wir so auch noch etwas über das Erdmagnetfeld und die Himmelsrichtungen.

Die Themen Anziehung und Abstoßung vom dritten Kurstag hielten einige Überraschungen für die jungen Forscher bereit. Unter Anderem haben die Kinder die faszinierenden Eigenschaften dieser „unsichtbaren Kraft“  mit Magnetringen spielerisch erkundet. Wir steckten die Magnetringe auf einen Stab um zu verhindern, dass die Ringmagnete seitlich wegrutschen: die Magnete schwebten tatsächlich übereinander. Sacht mit dem Finger angestoßen, federten die schwebenden Ringe auf und ab - etwas stärker, und sie flogen in hohem Bogen davon.

Am letzten Kurstag wurde noch einmal kräftig geforscht. So erfuhren die Kinder zum Beispiel, dass in jedem Eisen-Gegenstand Elementarmagnete stecken, die an sich ungeordnet sind. Deshalb haften zwei Büroklammern auch nicht von alleine aneinander (wobei die Kinder hier viel Kreativität zeigten). Mit Hilfe eines Magneten wurden die Büroklammern magnetisiert und so konnten gleich mehrere Büroklammern in einer Schlange aneinander hängen. Der Tagesrekord lag bei 5 bei Büroklammern. Versuchen Sie das gerne einmal nachzumachen. ;-) Zum Abschluss dieses erfolgreichen Kurses bekam jeder ein Forscher-Diplom überreicht. Selbstverständlich durften auch die Experten-Ausweise behalten werden.