Geek Parents

Kunstblut

Ich hörte meine Kinder oben wild rumschreien. Ich vermute, sie waren auf einer Außenmission auf einem fernen Planeten. Scheinbar war einer der Außenmissionsteilnehmer verletzt, dann plötzlich kam einer meiner Söhne heruntergestürzt und frage, ob er Kunstblut machen könne.

Äh, klar. Erst einmal haben wir es mit Stärke, Wasser und Lebensmittelfarbe versucht. Das Ergebnis war eher unspektakulär rosa. Vielleicht Klingonenblut?

Wir hatten allerdings noch eine rote Bete im Kühlschrank. Die zerrieben gab zumindest farblich ein hervorragendes Blut ab. An der Konsistenz müssen wir noch arbeiten.

PS: Rote Bete bekommt man nicht unbedingt gut aus allen Kleidern raus. Also nicht großflächig auf weißen T-Shirts verteilen, die man später noch bei der Oma anziehen möchte.

Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten

Wenn man 400 g Speisestärke langsam mit knapp 300 ml Wasser mischt, erhält man eine Flüssigkeit, die fest wird, wenn man Druck ausübt.

Schlägt man mit der Faust oder einem Hammer auf die darauf so spritzt es nicht, denn das Gemisch wird unter dem Druck des Aufpralls hart. Steckt man langsam einen Löffel hinein, verhält sich das Gemisch wie Wasser. Sie ändert also ihre Viskosität je nach dem, welche Kräfte auf sie einwirken.

Die Kinder wollten stundenlang damit herumspielen. Kneten, rühren, schlagen. Wir konnten damit sogar kleine Bällchen rollen. Ich habe mir sagen lassen, dass Schmeißen ganz hervorragend funktionieren würde. (Das wollte ich drinnen dann aber doch nicht ausprobieren.)

Dünn flüssig auf die Küchenablage gegossen, ergibt sich ein außergewöhnliches haptisches Erlebnis.

Wie funktioniert das?

Die Stärketeilchen sind nicht im Wasser gelöst, wie sich z.B. Zucker oder Salz im Wasser lösen, sondern schwimmen im Wasser herum. Es handelt sich also um eine Suspension also ein heterogenes Stoffgemisch. Rührt man langsam um, so können die Teilchen aneinander vorbei fließen. Die Suspension hat dann eine ähnliche Fließeigenschaft wie Wasser.

Ebenso wie eine großen Menge von Menschen, die sich langsam durch die Fußgängerzone bewegen. Es ist möglich, den anderen Leuten einfach auszuweichen. Übt man aber starken Druck aus, so können die Teilchen nicht mehr ohne weiteres aneinander vorbei, sondern verhaken sich und werden fest. Die Suspension fließt dann nicht mehr, sondern verhält sich eher wie ein Festkörper.

Mit einer ausreichenden Menge dieser nicht-newtonschen Flüssigkeit ist es sogar möglich, über Wasser zu laufen. Spannend verhält sich die Suspension auch, wenn man sie auf eine Folie über einen Lautsprecher gießt und dann Musik anschaltet.

Das Zeug würde ich übrigens nicht in den Ausguss gießen.

Mit Rotkohl pH-Gehalt einer Flüssigkeit anzeigen

Was man braucht:

• 1 Rotkohl
• Zitronensaft
• Essig
• Backpulver
• Waschmittel

Was ist zu tun?

Man braucht einen Rotkohl. Die Bläter werden abgezupft und klein geschnitten. Den Kohl mit Wasser gut 15 Minuten kochen. Abkühlen lassen und das ganze durch ein Sieb schütten, so dass nur der Saft aufgefangen wird. Achtung: Die Kohlkocherei stinkt ganz fürchterlich! Jetzt gießt man den Rotkohlsaft am besten in eine Flasche oder einen Krug, aus dem man später gut schütten kann.

Nun werden mehrere Gläser mit verschiedenen Flüssigkeiten vorbereitet. Wir nahmen: Wasser, Essig, Zitronensaft, Backpulver in Wasser aufgelöst und Waschpulver in Wasser aufgelöst. In jedes Glas haben wir ungefähr die gleiche Menge an Flüssigkeit gegeben. Danach gaben wir in jedes Glas einen kleinen Schuss Rotkohlsaft.

Was ist passiert?

Die Flüssigkeiten haben sich nach Zugabe des Rotkohlsaftes verfärbt. Der Zitronensaft wurde rot, das Wasser violett, das Backpulvergemisch dunkelblaulila und das Waschpulver wurde erst grün dann gelblich grün.

Warum ist das so:

Der im Rotkohl enthaltene Farbstoff heißt Cyanidin. Die Struktur des Cyanidin-Moleküls ändert sich je nach pH-Wert der Umgebung. Durch die Veränderung des Moleküls verändert sich auch die Lichtabsorptionseigenschaft und dadurch ändert sich seine Farbe. Bei einem pH-Wert von 2 (sauer) erscheint der Cyanidin rot, bei neutral (pH-Wer 7) blauviolett und wird blauer je alkalischer die Flüssigkeit ist, bis hin zu grün. Bei Waschmittel verfärbte sich das im Rotkohlsaft enthaltene Cyanidin sogar grünlich gelb (pH-Wert über 10)

Je nach pH-Wert der Erde, in welcher der Rotkohl wächst, hat er eine andere Farbe. Mal ist er mehr rot, mal mehr blau. Deshalb nennt man den Rotkohl in manchen Gegenden auch Blaukraut.

Der Farbstoff Cyanidin ist außerdem in roten Rosen, Hibiscus, Blaubeeren, Erdbeeren, Himbeeren, Pflaumen, Rhabarber, Brombeeren, Kornblumen, Hortensien u.v.m. enthalten. Wobei hier die Färbung der Blüten nicht zwingend auf den pH-Wert des Bodens zurückzuführen ist, sondern auch auch dessen Metallgehalt. Durch die Düngung mit Aluminiumsalzen blühen Hortensien blau.

Was ist eigentlich der pH-Wert?

pH ist die Abkürzung des lateinischen "potentia hydrogenii", was soviel heißt wie "Stärke des Wasserstoffs" heißt. Mit dem pH-Wert wird gemessen, wie viele Wasserstoffionen, also Atome mit elektrischer Ladung, in einem Stoff enthalten sind. Die höchste Konzentration von Wasserstoffionen bezeichnet man mit dem pH-Wert 0 (sehr sauer), die niedrigste Konzentration sehr basisch oder alkalisch (pH-Wert 14). Der pH-Wert 7 ist neutral.

Farbstoffe, die je nach Konzentration der Wasserstoffionen eine andere Färbung zeigen, nennt man Indikatoren. In der Apotheke kann man pH-Teststreifen kaufen. Die kann man aber auch selber machen, wenn man Papierstreifen in den Rotkohlsaft hält und trocknen lässt.

Tipp:

Andere Flüssigkeiten, die man noch ausprobieren könnte, wären: Milch, Salzwasser, Regenwasser, Geschirrspülmittel, Orangensaft, Kaisernatron aufgelöst, Soda aufgelöst, Mineralwasser mit Sprudel.(Und was passiert, wenn man in das Waschpulver-Rotkohlsaft-Gemisch Zitronensaft gibt? Und ändert sich die Farbe auch, wenn man mit einem Strohhalm hineinpustet?)

Wenn man die Rotkohlblätter im Backofen bei 50 Grad trocknen lässt und sie dann zerkrümelt und in einem Glas aufbewahrt, dann kann man das Experiment jederzeit wiederholen. Einfach Wasser drauf, kurz warten, fertig. Das ist besonders praktisch, weil es Rothkohl nur im Herbst und Winter gibt. Alternativ kann man den Rotkohlsaft in einem Gefäß einfrieren. Der Saft hält sich im Kühlschrank nämlich nur ein bis zwei Tage.

Experimente von Kindern

Kinder machen viele Experimente. Durch Experimentieren lernen sie. Du solltest den Experimentiersinn deiner Kinder auf jeden Fall unterstützen. Aber: Nicht selten erschließt sich dir der wissenschaftliche Wert dieser Experimente nicht gleich. Deine Kinder werden höchst erfinderisch sein und dich immer wieder mit Ungeahntem verblüffen.

So wunderten wir uns wochenlang über einen seltsamen Uringeruch im Gästeklo. Da wir Katzen haben, die auch zeitweilen nicht immer ihr Klo benutzten, dachten wir zunächst, sie wären es gewesen. Doch auch nach mehrmaligem Putzen - der Gestank blieb.

Nach einiger Zeit fand ich heraus, dass sich im Becher des Klobüstenhalters sehr viel Wasser befand. Ich war sehr erstaunt und kippte das Wasser in die Toilette. Dabei bemerkte ich, dass es sich eben nicht um Wasser handelte, sondern offensichtlich um ein wissenschaftliches Experiment unserer Kinder, wie viel Pipi in einen solchen Klobürstenhalterbecher geht. Und siehe da, nach Abbruch des Experimentes roch es auch gar nicht mehr nach Urin im Gästeklo.

Die besten drei Experimente, die unsere Kinder gemacht haben
1. Das oben erwähnte Urin-Experiment
2. Verschimmelte Teebeutel im Kinderzimmer. Ein Versuch zur Parfumherstellung wie mir versichert wurde.
3. Rasenschnitt im Sommer in einem Bottich mit viel Wasser vermischt und einige Tage stehen gelassen. Worauf wir nur durch einen unerträglichen Gestank aufmerksam wurden. Vermutlich der Versuch einer Bakterienzucht.

Ich kann mich auch noch an ein wunderbares Experiment erinnern, das ich als Kind machte. Ich hatte von jedem Gewürz und allen Gewürzsoßen, die meine Mutter besaß, eine Mischung in einem Plastikbecher angerührt und diesen hinter der Küchentür versteckt. Täglich ging ich gucken, ob sich irgendetwas tat. Es schäumte ein bisschen, aber war so unspektakulär, dass ich den Becher irgendwann vergaß. Als ich nach einigen Monaten wieder nachschaute, war mein Experiment verschwunden. Eltern halt.

Ein anderes Mal fand ich selbstständig heraus, dass man mit Wasser und Mehl einen super starken Kleber herstellen kann. Die letzten Reste der lilalen Serviette, die ich für Versuchszwecke an ein Ikea-Kiefernholzregal klebte, sind heute noch in meinem alten Kinderzimmer zu bewundern.

Habt ihr auch schon solche Experimente gemacht? Oder gar eure Kinder?

Kartoffel-/Zitronen-/Zucchini-Batterie

Natürlich weiß jeder, dass man aus einer Zitrone oder einer Kartoffel Strom erzeugen kann. Das wollten wir jetzt selber einmal ausprobieren. Zunächst haben wir ein Kupferstäbchen und ein Zinkstäbchen (geht auch mit Nägeln oder Münzen aus den entsprechenden Metallen) in eine aufgeschnittene Zitrone gesteckt und mit einer Quarzuhr verbunden. Siehe da, die Uhr funktionierte wie erwartet.

Danach versuchten wir es mit einer Kartoffel, dann mit Tomaten, Pflaumen, Bananen, Kiwis und sogar Zwiebeln. Immer wieder leuchtete die Uhr.

Erstaunlicherweise funktioniert die Batterie sogar mit zwei unterschiedlichen Früchten.

Das erste Mal, dass es nicht funktionierte war mit einer Zucchini, was aber nur daran lag, dass die Stäbe in der Großen Zucchini zu weit auseinander standen. Näher zusammen gerückt, klappte es dann sogar mit der Zucchini.

Warum funktioniert das?

Jede Batterie hat zwei Metallkontakte, die man Pole nennt. Ein Pol ist positiv (Anode), der andere negativ (Kathode). Zwischen den beiden Polen befindet sich eine elektrisch leitende Flüssigkeit wie Salzlösungen, Säuren oder Laugen, ein sogenanntes Elektrolyt, in diesem Fall die Flüssigkeiten im Obst und Gemüse.

Die beiden Pole müssen übrigens aus unterschiedlichen Metallen bestehen. Das weniger edle Metall, in diesem Fall das Zink, gibt Elektronen über das Elektrolyt an das edlere Metall, das Kupfer, ab. Diese fließenden Elektronen sind der Strom.

Auf dem gleichen Prinzip basiert der Vorläufer der heutigen Batterien: die Voltasche Säule

PS: Das Obst und Gemüse sollte danach nicht mehr gegessen werden!

Strom mit Luftballons

Dass man eine elektrische Ladung erzeugen kann, wenn man einen Luftballon an seinen Haaren reibt, ist jetzt nicht wirklich neu. Trotzdem war es super spannend zu sehen, wie Konfetti aus einem Locher vom aufgeladenen Luftballon angezogen wurde. Dabei knisterte es sogar ziemlich laut. Fr. Kleinkind hatte (3,5 J.) hatte ebenso wie die beiden Jungs ziemlich viel Freude daran.

Danach haben wir ausprobiert, ob der aufgeladene Luftballon, das Konfetti auch noch anziehen kann, wenn es unter einem Sieb liegt. Erstaunlicher Weise ging das nicht, wobei wir darauf geachtet haben, dass der Abstand zwischen Luftballon und Konfetti bei beiden Experimenten gleich groß war.

Warum klappte es nicht? Das Sieb besteht aus leitendem Material und führt dazu, dass die Elektrizität durch die Drähte abgeleitet wird und so nicht ins Innere gelangen kann. Es handelt sich dabei um einen Faradayschen Käfig. Interessant fand ich, dass nicht nur ein Auto ein Faradayscher Käfig ist (das weiß ja eigentlich jeder), sondern, dass dieses Prinzip umgekehrt auch in der Mikrowelle angewandt wird.

Dass man elektrisch aufgeladene Luftballons auch an die Decke kleben kann, finden meine Kinder immer wieder total großartig.

Warum ist das so?

Alle Stoffe bestehen aus Atomen. Atome haben einen positiv geladenen Kern, der aus positiv geladenen Protonen und ungeladenen Neutronen besteht. Ebenso hat jedes Atom eine negativ geladene Hülle mit Elektronen, die ständig um den Atomkern kreisen. Positive und negative Ladungen im Atom heben sich im Normalfall auf.

(Atome eines bestimmten Elementes erkennt man übrigens daran, dass sie eine genau definierte Anzahl von Elektronen und Protonen haben. Ein Wasserstoffatom (H) hat z.B. Immer ein Proton und ein Elektron, aber kein Neutron.)

Reibt man nun einen Luftballon an Wolle oder Haaren, dann gehen einige der negativ geladenen Elektronen aus den Atomen der Haare oder der Wolle auf den Luftballon über. Die Atome des Ballons haben nun einen Überschuss an Elektronen, das heißt der Ballon ist elektrisiert, also negativ geladen. Ein so aufgeladener Körper kann entgegengesetzt oder neutral geladene Gegenstände anziehen.

Bereits Thales von Milet war bekannt, dass Bernstein, wenn man ihn mit Tüchern rieb, die Fähigkeit bekam, leichte Gegenstände anzuziehen. Diese Eigenschaft wurde “Elektron” genannt, was das griechische Wort für Bernstein ist. Mehr zum Thema Elektrostatik

Nails for breakfast - Nägel zum Frühstück

Dass so manche Frühstückscerealien mit Vitaminen und Mineralstoffen angereichert werden, ist nicht nur bekannt, sondern wird gemeinhin sogar von den Herstellern als Extra-Feature verkauft.

Eigentlich hatte ich mir vorgestellt, dass Eisen in Nahrungsmitteln unsichtbar ist. Wobei das natürlich auch kein Thema ist, über das ich all zu viel nachdenke. Functional food meide ich meistens.

Irgendwo las ich dann, dass man das Eisen in Cerealien tatsächlich mit einem Magneten sichtbar machen kann. Klar, die Amerikaner. Aber bei uns ist da sicher nicht so viel Eisen drin, dass wir das sehen könnten. Oder doch?

Zuerst ließen wir Cornflakes in Wasser schwimmen und versuchten diese mit einem Magneten zu lenken. Das klappte mal so gar nicht.

Dann haben wir die Cornflakes zerkleinert und mit Wasser vermischt. Das war der Punkt, an dem meine Kinder aus dem Experiment ausstiegen. Das sah ihnen zu ekelhaft aus. Aber ich wollte es genauer wissen.

Der stärkste Magnet, den ich finden konnte war ein Haken an unserem Kühlschrank. Ich hielt den Magneten an den Beutel und knetete ihn, so dass der Inhalt gut durchmischt wurde. Und siehe da, nach dem ich den Magneten entfernt hatte, konnte ich genau an dieser Stelle kleine schwarze Häufchen sehen, die sonst im Müsli nicht sichtbar waren.

Homemade on/off switch - Ein einfacher Schalter

Our first electric experiment was an easy electric circuit with one battery and one small light bulb. After this we made a switch out of two thumbtacks and a paper clip.

You will need: 1 battery, 2 thumbtacks, 1 paper-clip, light and cables

Light is off.

Light is on.

Ein einfacher Schalter aus zwei Reißnägeln und einer Büroklammer. Man muss darauf achten, dass die Kabel einen Kreis (Stromkreis aha!) bilden.

Fun with LEDs - Spaß mit LEDs

Today we experimented with LEDs. We needed 5 LEDs with different colors also one color changing LED.

Putting the pins of the LED to each side of the battery, we found out, that it makes a difference whether the long or the short pin is connected to the positive pole of the battery.

We connected several LEDs to one battery. We got 5 working. But there was one orange LED, when this was connected all the other LEDs turned of.

To make a durable connections of one LED to one battery we used some duct tape. Now we turned the lights of and threw the glowing LEDs, what made lot of fun.

After that we found out, that the lights looked very interesting, especially the color changing one.

And look, what a difference the background makes.

We did nothing special to shoot these photos. It just looked awesome.

Heute haben wir ein bisschen mit LEDs rumgespielt. Wir hatten 5 verschieden farbige LEDs, ein Farbwechsel-LED sowie 5 Batterien.

Als erstes haben wir herausgefunden, dass es nicht egal ist, an welcher Seite der Batterie der lange Pin ist. Außerdem haben wir gesehen, dass man mehrere LEDs an eine Batterie anschließen kann, es aber auch Unterschiede gibt. War das orange LED angeschlossen, gingen alle anderen aus.

Wir haben die LEDs dann mit Ducttape an die Batterie geklebt. Dann haben wir den Raum verdunkelt und die leuchtenden LEDs geworfen, was ziemlich cool aussah.

Wenn die LEDs auf einem dunklen Hintergrund liegen, leuchten sie gleich viel weniger. Und das Farbwechsel-LED sah besonders spannend aus. Die Bilder wurden übrigens nicht bearbeitet oder irgendwelche Tricks benutzt. Das sah in echt genauso aus. Faszinierend, wie viel Spaß man mit ein paar einfachen LEDs machen kann.

Am Ende haben wir die leuchtenden LEDs noch auf eine Pappe geklebt und als Bild im Zimmer aufgehangen.

Elektrolyse

Wir haben einige Bücher mit Experimenten für Kinder und viele davon haben die Kinder alleine oder wir gemeinsam schon ausprobiert. Die meisten sind allerdings enttäuschend. Entweder man braucht Dinge, die man nicht im Haus hat oder auch nicht mal eben besorgen kann oder die Experimente klappen einfach nicht so wie beschrieben. Umso toller ist es, wenn mal eines der Experimente auf Anhieb klappt und die Ergebnisse wirklich aufregend aussehen.

So geschehen heute. Wir brauchten dafür:

ein Schaltdraht mit freigelegten Enden
ein 9-Volt-Akku
zwei große Schrauben
ein Glas
Wasser
Salz
eine Karteikarte

Nun haben wir das Glas mit Wasser gefüllt und das Salz dazu gegeben. Dann die Karteikarte oder ein anderes Stück Pappe auf das Glas gelegt und die Schrauben von oben durch die Pappe gesteckt. Die Schrauben haben wir vorher natürlich mit der Batterie verbunden. Jeweils eine Schraube mit einem Pol. Danach haben wir die Schrauben einige Zeit im Wasser gelassen.

Um eine Schraube entstanden sehr viele Bläschen, an der anderen waren deutlich weniger Bläschen zu sehen. Als wir die Schrauben aus dem Wasser nahmen und wieder reinsteckten, bildete sich um eine Schraube eine grünliche Substanz und an der anderen wurde das Wasser gelblich.

Leider ist die Erklärung für das Experiment sehr unbefriedigend im Buch beschrieben. Es entsteht Wasserstoff und der Strom verwandelt das Eisen der Schrauben und das Salz in "andere Stoffe". Da hätten wir doch schon gerne mal gewusst, was das für "andere Stoffe" sind und welche Reaktion da abläuft.

Naja, immerhin war das Experiment spektakulär.

Die Nachforschungen haben ergeben:

Das Experiment, das wir durchgeführt haben war eine Elektrolyse. Durch den Strom wird im Wasser eine chemische Reaktion hervorgerufen. Dabei bildet sich an der positiv geladenen Schraube (Anode) freier Sauerstoff, während an der negativ geladenen Schraube (Kathode) Wasserstoff entweicht. Es entsteht dabei ungefähr doppelt soviel Sauerstoff wie Wasserstoff.

Die Reaktionsgleichung lautet: 2 H2O -> O2 + 2 H2.

Hierbei geht zudem das Eisen als Eisenionen in die Salzlösung. Dabei können die Eisenionen hydratisiert werden, sich also mit Wasserteilchen umlagern.

Das Salz dient vor allem dazu, die Reaktion zu beschleunigen. Im destillierten Wasser läuft so gut wie keine Reaktion ab.