Beim Übergang vom flüssigen
zum festen Zustand rücken die Teilchen des flüssigen Stoffs -gewöhnlich
zusammen und ordnen sich dichter nebeneinander an. Das Volumen sollte sich
also beim Erstarren verringern. Wasser verhält sich anormal: Beim Gefrieren
dehnt es sich aus und bringt Behälter zum Platzen.
.....
2.16 Volumenveränderungen
beim Erstarren von Wasser, Cola, Öl und
Wachs
Aufgabe
Untersuche, wie sich
die Volumina von flüssigem Wachs und 3 weiterer Flüssigkeiten beim
Erstarren verändern.
Material
Experimentiertablett,
4 Ampullen (5 ml ) breit, 4 Marmeladengläschen (20 mL) als
Stative, Leukosilk zum Etikettieren, Messer, Kerzenbrenner, Tiefkühlfach, Toilettenpapier.
Destilliertes Wasser, abgestandene Cola, Olivenöl, Teelicht-Wachs.
Durchführung
1.
Markiere die 4 Ampullen mit Wa, C, O und Wx.
2. Stelle in der mit heißem Wasser gefüllten Blechdose auf dem
Kerzenbrenner eine Schmelze von Kerzenwachs her.
....Beachte dabei, wie sich
zugeführte Wachstückchen in der Wachsschmelze verhalten.
3. Fülle die 4 Ampullen so hoch wie möglich mit Wasser, Cola, Olivenöl
und flüssigem Wachs.
4. Warte, bis das Wachs erstarrt ist.
5. Stelle dann die 4 Ampullen in ihren Stativen so lange in das Tiefkühlfach,
bis alle Flüssigkeiten erstarrt sind.
Beobachtungen
Vergleiche deine eigenen Beobachtungen mit denen in den Photos und schreibe
sie auf.
Erklärungen
Olivenöl und flüssiges Wachs verhalten sich beim Erstarren erwartungsgemäß.
Wasser (Cola besteht zum größten Teil aus Wasser) hat bei 4°C
seine größte Dichte, weil seine Teilchen nur bei dieser Temperatur
die optimale Anordnung besitzen. Beim Erstarren geht diese Anordnung teilweise
verloren: Der Platzbedarf (Volumen) nimmt, die Dichte
verringert sich: Eisberge schwimmen auf Wasser, während festes Wachs
in flüssigem zu Boden sinkt. (Mehr über Dichte
in Experiment 2.10).