Flüssigkeiten stapeln

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Einführung Sie wissen wahrscheinlich, dass feste Gegenstände, wenn sie in eine Flüssigkeit gelegt werden, sinken oder schwimmen können. Aber wussten Sie, dass Flüssigkeiten auch sinken oder schwimmen können? Tatsächlich ist es möglich, verschiedene Flüssigkeitsschichten übereinander zu stapeln. Der Schlüssel liegt darin, dass alle verschiedenen Schichten unterschiedliche Dichten haben müssen. Sie können sie stapeln, indem Sie mehrere Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte auswählen oder die Dichte einer Flüssigkeit variieren, indem Sie ihr Chemikalien wie Zucker oder Salz hinzufügen. Wenn Sie farbige Flüssigkeiten wählen oder jeder Schicht Lebensmittelfarbe hinzufügen, können Sie sogar einen ganzen Regenbogen an Farben in einem einzigen Glas erzeugen! Möchten Sie es selbst sehen? In dieser wissenschaftlichen Aktivität stapeln Sie mehrere Flüssigkeiten – eine nach der anderen – und bilden eine farbenfrohe Dichtesäule!

Hintergrund Ob ein Gegenstand sinkt oder schwimmt, hängt von seiner Dichte im Vergleich zur Dichte der Flüssigkeit ab, in die er fällt. Alle Arten von Materie – sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten – bestehen aus vielen verschiedenen Atomen. Abhängig von der Masse dieser Atome, ihrer Größe und ihrer Anordnung haben verschiedene Stoffe unterschiedliche Dichten. Die Dichte ist für jede einzelne Verbindung charakteristisch und definiert als Masse einer Verbindung geteilt durch ihr Volumen. Mit anderen Worten: Je mehr Materie in einem bestimmten Volumen vorhanden ist, desto dichter ist ein Stoff. Ein Kubikzentimeter Gestein ist beispielsweise viel schwerer als ein Kubikzentimeter Holz. Dies liegt daran, dass im gleichen Gesteinsvolumen viel mehr Materie enthalten ist als im Holz.

Flüssigkeiten können auch unterschiedliche Dichten haben. Süßwasser beispielsweise hat bei Raumtemperatur eine Dichte von etwa einem Gramm pro Kubikzentimeter. Jede Verbindung – ob flüssig oder fest – mit einer höheren Dichte als Wasser sinkt, während Stoffe mit einer geringeren Dichte schwimmen. Sie können dies selbst testen, indem Sie verschiedene Flüssigkeiten sammeln, die Sie in Ihrer Küche haben, z. B. Pflanzenöl, Maissirup, Spülmittel, Wasser, Reinigungsalkohol und mehr. Welche davon wird Ihrer Meinung nach im Wasser sinken oder schwimmen? Finden Sie es in dieser Aktivität heraus!

Materialien

Vorbereitung

Verfahren

Beobachtungen und Ergebnisse Haben Sie alle drei Flüssigkeiten erfolgreich übereinander gestapelt, um eine bunte Dichtesäule zu bilden? Es spielt eigentlich keine Rolle, in welcher Reihenfolge Sie die drei verschiedenen Flüssigkeiten in Ihr Glas geben; Die Schichten werden am Ende immer gleich sein: Der Maissirup setzt sich unten ab, das gefärbte Wasser befindet sich in der Mitte und das Pflanzenöl schwimmt oben. Dies liegt daran, dass Maissirup von allen Flüssigkeiten die höchste Dichte hat, etwa 1,4 Gramm pro Kubikzentimeter, während die Dichte von Wasser bei Raumtemperatur etwa ein Gramm pro Kubikzentimeter beträgt. Pflanzenöl ist mit einer Dichte von etwa 0,9 Gramm pro Kubikzentimeter leichter als Wasser und schwimmt daher auf der Wasseroberfläche. Selbst wenn Sie das Glas auf den Kopf stellen, ordnen sich die Schichten aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte wieder in der ursprünglichen Reihenfolge an. Wenn Sie die zusätzliche Aktivität durchgeführt und von jeder Flüssigkeit das gleiche Volumen abgewogen hätten, hätten Sie feststellen müssen, dass Maissirup am schwersten war, gefolgt von Wasser und dann dem Pflanzenöl.

Die Objekte, die Sie in Glas 2 geworfen haben, werden entsprechend ihrer eigenen Dichte in der Spalte „Dichte“ angezeigt. Das Gummiband blieb wahrscheinlich oben auf dem Maissirup hängen, während der Penny ganz auf den Boden des Glases fiel. Das Wachs sollte auf der Wasserschicht liegen und der Eisstiel sollte vollständig auf dem Pflanzenöl schwimmen. Wenn Sie schließlich das Glas richtig kräftig geschüttelt hätten, hätten Sie vielleicht bemerkt, dass sich das Pflanzenöl immer noch ablöste und oben schwamm, aber der Maissirup und die Wasserschicht begannen sich zu vermischen und ließen sich nicht mehr so ​​leicht trennen. Dies liegt an der Mischbarkeit der verschiedenen Flüssigkeiten. Wenn Flüssigkeiten eine sehr unterschiedliche chemische Struktur haben, die eine polar und die andere unpolar macht, vermischen sie sich nicht und bleiben immer getrennt. Dies gilt für Öl, das eine unpolare Flüssigkeit ist, und für Wasser, das eine polare Flüssigkeit ist. Maissirup hingegen hat die Fähigkeit, sich mit Wasser zu vermischen und sich daher darin aufzulösen. Das passiert, wenn man das Glas richtig kräftig schüttelt.

Sie können viele weitere Objekte und Flüssigkeiten ausprobieren, um noch mehr Schichten zu erzeugen. Es ist nur eine Frage der Dichte, die bestimmt, wo sie sich in Ihrer Dichtespalte ansiedeln!

Aufräumen Sie können alle Flüssigkeiten aus den Gläsern in den Abfluss schütten. Entfernen Sie verschüttete Flüssigkeiten.

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Diese Aktivität wurde in Zusammenarbeit mit Science Buddies für Sie durchgeführt

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