EXPERIMENTIEREN MIT Ein Proje kt v o n: Bildungslotse
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EXPERIMENTIEREN MIT
TEIL 2
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BLUMENWÄCHTER Dauer: ca. 3-5 Stunden
MATERIAL
1 Bausatz Seitenschneider kleiner Hammer
1 Energieblock 9V Flach-, Spitz- und Abisolierzange Schraubendreher
Lötstation mit Unter- Bohrmaschine Schere, Alleskleber
lage und Absaugung Bohrer (Ø 2, Ø 5 mm) Buntstifte
1 Die Blume auf der
Vorlage anmalen. An-
schließend die Bilder für
4 Den Lötplan auf die
Rückseite kleben und
mit dem 2er Holzbohrer
die Vorder- und Rückseite ein Loch für die Batterie-
ausschneiden. klammer bohren. Die
Klammer mit der Blech-
schraube befestigen.
Wichtig: Das Loch für die
LED muss über dem ge-
2 Das Blumenbild auf die
Holzplatte aufkleben.
bohrten Loch liegen
5 Die restliche Anleitung
vom Bausatz befolgen.
Wichtig: Auf dem Lötplan,
wo nur schwarze Linien
eingezeichnet sind, wird
nur der Schaltdraht ver-
wendet. An allen anderen
3 Mit dem 5er Holzboh-
rer in der Mitte der
Sonnenblume ein Loch
Verbindungen ist genau
auf den Plan zu achten,
welche Bauteile als Ver-
bohren. bindung angelötet
werden müssen.
Bausatz von
www.winklerschulbedarf.com:
Blumentopfwächter
Art. Nr. 100909
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BADEKUGELN Dauer: ca. 20-30 Minuten
MATERIAL
3 Schüsseln 1 Tischtennisball 20 g Babyöl
1 Esslöffel, 1 Messer 15 g Maisstärke (Speisestärke) Lebensmittelfarbe
4 Eierbecher 60 g Zitronensäure in Pulverform Einmalhandschuhe
1 Waage 60 g Natron optional: Seifenduft
1 Den Tischtennisball an
der Naht aufschneiden,
sodass zwei Hälften ent-
4 Einmalhandschuhe an-
ziehen und die Masse
kneten bis eine Schnee-
stehen. ähnliche Konsistenz ent-
steht.
2 Vorsichtig mit den Kan-
ten, diese evtl. etwas
abschneiden. Die Hälften
5 Die Masse auf mehrere
Schüsseln aufteilen und
mit Lebensmittelfarben in
dienen als Form für die den gewünschten Farben
Badekugeln. einfärben. Wer mag, fügt
noch Seifenduft hinzu.
3 Alle Zutaten in eine
Schüssel geben und mit
einem Löffel verrühren.
6 Beide Tischtennisball-
Hälften mit der Masse
füllen. Es sollte auf jeder
Achtung: Falls Zitronen- Hälfte eine kleine Wöl-
säurepulver auf die Haut bung entstehen.
kommt, vorsichtig mit
Wasser einige Minuten
abspülen.
Einfach
prickelnd: Durch
die Reaktion der Zitronensäure
mit Natron im Wasser entsteht CO2,
wodurch das Badewasser dann so schön
blubbert.
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BADEKUGELN Dauer: ca. 20-30 Minuten
7 Die gefüllten Hälften
aneinanderdrücken, so-
dass der Ball fast geschlos-
10 Weitere Kugeln aus
der restlichen Mas-
se formen.
sen ist. Herausquellende
Masse ggf. abstreifen.
8 Vorsichtig erst eine
Ballhälfte abziehen und
anschließend die andere.
11 Die Badekugeln
müssen natürlich
nicht einfarbig bleiben.
9 Die Badekugeln für ein
bis zwei Tage in Eierbe-
chern aufbewahren, damit
12 Insgesamt reicht
die Masse für vier
sprudelnde Badekugeln.
sie beim Durchtrocknen
ihre Form behalten.
Die Bade-
kugeln müssen
trocken gelagert werden, damit
sie sich mit der Zeit nicht auflösen.
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DNA AUS BANANE Dauer: ca. 30-40 Minuten
MATERIAL
Schere 2 Gläser, 1 Schüssel 100 ml Spiritus/Desinfektionsmittel
Teelöffel, Messer 1 Sieb mit passender Schüssel 1 TL Tafelsalz
Pürierstab 1-2 Kaffee-/Teefilter 10 Tropfen Seife/Spülmittel
1 Messbecher 1 Banane Wasser: 100 ml heißes + 50 ml kaltes
1 Spiritus oder Desinfek-
tionsmittel abmessen,
in ein Glas füllen und im
4 Die Bananenscheiben
sowie die Salz-Seifen-
Lösung in eine Schüssel
Kühlschrank kalt stellen. geben und das kalte Was-
Achtung: Spiritus ist leicht ser hinzugießen.
entflammbar und bei Kon-
takt reizend für Haut und
Augen.
2 Salz, heißes Wasser
und Seife oder Spülmit-
tel in einem Glas mit dem
5 Alles vollständig pürie-
ren.
Teelöffel gut verrühren, bis
das Salz vollständig gelöst
ist.
3 Die Banane schä-
len und in Scheiben
schneiden.
6 Den Kaffee- oder
Teefilter an der Naht
aufschneiden und flächen-
deckend im Sieb auslegen.
Das Sieb in die pas-
sende Schüssel
hängen.
Durch die Zu-
gabe von Salz und Alkohol wird
die Löslichkeit der DNA in Wasser
reduziert und fällt aus. Sie ist dann in der
Alkoholschicht gut zu erkennen.
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DNA AUS BANANE Dauer: ca. 30-40 Minuten
7 Die Bananen-Seifen-
Masse mit dem Sieb
filtern, sodass Schaum
und Flüssigkeit getrennt
werden. Dies kann etwas
dauern. Die aufgefange-
ne Flüssigkeit in ein Glas
geben.
8 Das Glas leicht schräg
halten und den Spiritus
bzw. das Desinfektions-
mittel vorsichtig an der
Glasinnenwand in die Ba-
nanenflüssigkeit gießen.
9 Nach wenigen Minu-
ten (mit Spiritus) sollte
sich langsam eine weiße
Masse in der oberen
Alkoholschicht absetzen.
Mit Desinfektionsmittel ist
der Effekt etwas später zu
sehen.
Aus der Ba-
nanenschale lässt sich super
Dünger für Planzen herstellen.
Dazu die Bananenschale in
kleine Stücke schneiden, 100 g davon mit 1 l
Wasser aufkochen, vom Herd nehmen und min-
destens acht Stunden ziehen lassen. Die Flüssigkeit
filtern und zur Verwendung im Verhätlnis 1:5 mit Wasser
mischen. Nun können die Pflanzen damit gegossen werden.
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ELEKTRISCH LEITFÄHIGE KNETE
Dauer: ca. 30 Minuten
MATERIAL
1 Topf + Herdplatte 9-V-Batterie + Batterieclip mind. 240 g Mehl 15 ml Pflanzenöl
1 Schüssel 4 isolierte, kurze Kupferkabel 100 ml Wasser 2 Leuchtdioden
Schneebesen mit Stecker und Buchse (male 100 g Salz Schulknete
Einmalhandschuhe to female) 200 ml Zitronensaft Lebensmittelfarbe
1 240 g Mehl mit Wasser,
Zitronensaft, Salz, und
Öl in einem Topf mit dem
4 Die Knetmasse in eine
Schüssel umfüllen, ggf.
noch etwas Mehl dazu-
Schneebesen vermengen. geben und verkneten, bis
die richtige Konsistenz
erreicht ist. Die leitfähige
Knete ist fertig.
2 Den Topf mit der Knet-
mischung bei mittlerer
Hitze erwärmen, dabei
5 Aus der Masse zwei
Flügel und aus der
Schulknete einen Körper
stetig umrühren. formen und daraus einen
Schmetterling zusammen-
setzen.
3 Solange die Masse
flüssig ist, kann die Le-
bensmittelfarbe hinzuge-
6 Die Beine einer Leucht-
diode (LED) mit den
weiblichen Enden (Buch-
geben werden. Sobald die se) von zwei Kabeln ver-
Knetmischung sich formen binden.
lässt, den Topf vom Herd
nehmen und die Knete
etwas abkühlen lassen.
Achtung: Die Knetmasse
ist heiß!
Durch den Zitro-
nensaft und das Salz befinden
sich Ionen, bewegliche Ladungsträ-
ger, in der Knete und bringen Elektronen
von der einen Seite zur anderen.
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ELEKTRISCH LEITFÄHIGE KNETE
Dauer: ca. 30 Minuten
7 Den Stecker des einen
Kabels in den rechten
und des anderen in den
10 Wo muss welches
Kabel hin? Die Ab-
bildung klärt auf.
linken Flügel stecken und blau: leitfähige Knete
die LED an einem Ende rot: Schulknete
der Schulknete befestigen.
Schritt 6+7 für die zweite
LED wiederholen.
8 Den Batterieclip an der
9-V-Batterie befestigen.
Je ein Kabel des Batte-
rieclips mit jeweils einem
Flügel verbinden, indem
die Enden in die Knete ge-
11 Bei der LED muss
auf + (Anode) und
- (Kathode) geachtet wer-
steckt werden. den.
- +
9 Die Dioden leuchten
nun. Leuchtet eine
oder beide LEDs nicht,
muss die Polarität ge-
tauscht werden.
ACHTUNG:
Die einzelnen Drähte dürfen nicht anein-
ander kommen. Sonst entsteht ein Kurz-
schluss. Auch die LED darf nicht ohne Knete
Die Schul-
an die Batterie gehalten werden, da sie so knete wird für die Mitte des
durchbrennen kann. Schmetterlings verwendet, weil
sie nicht leitet.
Die selbst hergestellte Knete
hingegen ist leitfähig und ersetzt in dieser Schal-
tung den Widerstand, den die LEDs benötigen, damit
sie nicht durchbrennen. Sobald die Flüssigkeiten in der
Knete vertrocknet sind, leitet sie nicht mehr.
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EIS HERSTELLEN Dauer: ca. 20-30 Minuten
MATERIAL
Hammer verschließbare Gefrierbeutel etwa 200 ml (Orangen)Saft
Löffel (1 Liter & 3 Liter)
kleine Schüssel 1 Beutel Eiswürfel/Crushed Ice
Winterhandschuhe 3-4 EL Tafelsalz
1 Eiswürfel oder Crushed
Ice in der Verpackung
bzw. einer Tüte mit dem
4 Das zerkleinerte Eis
ebenfalls in den gro-
ßen Gefrierbeutel füllen.
Hammer ganz fein zerklei- Drei bis vier Esslöffel Salz
nern. dazugeben und den Beutel
verschließen.
2 Etwas Saft in den
kleinen Gefrierbeutel
füllen und den Beutel ver-
5 Handschuhe anziehen
und die Eismasse mit
den Händen so lange kne-
schließen. ten, bis der Saft fest ist.
3 Den mit Saft gefüllten
Beutel in den großen
Gefrierbeutel stecken.
6 Den kleinen Beutel
rausnehmen und das
frische Orangeneis in
eine Schüssel geben. Das
Fruchteis sofort ver-
zehren.
Durch die Zugabe
von Salz in das zerkleinerte Eis
sinkt die Temperatur des Eises unter
0°C ab und das Wasser im Saft gefriert.:
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FARBKREISEL
Dauer: ca. 20 Minuten
MATERIAL
Zirkel weißes Tonpapier
Schere Zahnstocher/Streichholz
Geodreieck Buntstifte (rot, orange, gelb, grün,
Bleistift hell-, dunkelblau, lila)
1 Mit dem Zirkel einen
Kreis mit einem Radius
von 5 cm auf das Tonpa-
4 Mit dem Zirkel ein klei-
nes Loch in die Mitte
des Kreises stechen. Vor-
pier zeichnen und mit der sicht: Das Loch muss wirk-
Schere ausschneiden. lich klein sein, damit der
Zahnstocher nicht durch-
rutschen kann, sondern im
Papier stecken bleibt.
2 Den Kreis in sieben
gleich große Abschnitte
einteilen und mit einem
5 Den Zahnstocher vor-
sichtig durch das Loch
stecken – etwa zu einem
Bleistift markieren. Dabei Fünftel. Alternativ muss
hilft das Geodreieck. beim Streichholz der Kopf
Tipp: Ein Kreis hat 360°. auf der Unterseite des
Kreisels sein.
3 Jeden Abschnitt in
einer anderen Farbe
ausmalen.
6 Den Farbkreisel dre-
hen.
Sollte die bunte Scheibe
nicht richtig am Holz haf-
ten, kann ein kleines
Stück Knete
helfen.
Durch das schnel-
le Drehen des Farbkreisels kann
unser Auge die einzelnen Farben
nicht mehr wahrnehmen und die Farben
vermischen sich. Die Scheibe
erscheint weißlich.:
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GRUSELHAND Dauer: ca. 30 Minuten
MATERIAL
1 leere Filmdose Gummibänder genügend Sand, um den Topf zu füllen
1 Pricknadel 1 Gipsbecher/kleiner Blumentopf Wasser
2 Brausetabletten 1 kleine Schaufel oder Löffel
1 Einmalhandschuh 1 wasserfester Filzstift (optional)
1 Am unteren Rand der
Filmdose mit der Prick-
nadel eine Bahn rundher-
4 Der Handschuh kann
optional mit einem
wasserfesten Filzstift be-
um Löcher stechen. malt werden.
2 Die zwei Brausetab-
letten in die Filmdose
legen. Die Dose nicht ver-
5 Den Handschuh in die
Filmdose stopfen.
schließen.
3 Den Einmalhandschuh
oben an der Öffnung
der Dose mit Gummibän-
6 Mit der Schaufel etwas
Sand in den Blumen-
topf oder Gipsbecher
dern befestigen. geben und die Filmdose
daraufstellen.
Sobald die
Brausetablette mit Wasser in
Kontakt kommt, löst sie sich auf
und setzt CO2 frei, das den Handschuh
aufbläst.:
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GRUSELHAND Dauer: ca. 30 Minuten
7 Den Becher oder Topf
weiter mit Sand befül-
len. Wichtig: Die Filmdose
10 Nun heißt es ab-
warten. Der Hand-
schuh sollte nach wenigen
darf nur leicht vom Sand Minuten aus der Filmdose
bedeckt sein. Die Filmdose kommen und sich aufbla-
soll also nicht zu tief ein- sen.
gegraben sein.
8 Den Sand an der Ober-
fläche leicht andrü-
cken.
11 Vollständig entfal-
tet, zeigen sich die
unterschiedlichen Grusel-
hände. Hierfür wurde das
Experiment in dreifacher
Ausführung gemacht.
9 Nach und nach etwas
Wasser in den Topf gie-
ßen. Achtung: Nicht zu viel
Wasser hinzugeben. Das
Wasser soll nicht auf der
Oberfläche stehen. Der
Sand muss die Flüssigkeit
aufnehmen können und
soll nicht nass, sondern
nur gut durchfeuchtet
sein.:
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ZUCKERKRISTALLE
Dauer: Vorbereitung ca. 5 Minuten + 1 Tag Wartezeit, Experiment ca. 30-40 Minuten,
Ergebnis nach etwa 8 Tagen
MATERIAL
Schneebesen schmale, hohe Gläser (z. B. Sekt- Lebensmittelfarbe
Schaschlickspieße gläser)
Topf + Herdplatte Verschlussclips/Wäscheklammern
Wasser viel Zucker
1 Die Schaschlikspieße
unters Wasser halten
und in reichlich Zucker
4 Die Zuckerlösung unter
Rühren aufkochen bis
sich der ganze Zucker ge-
wälzen. Der Zucker muss löst hat und die Flüssigkeit
an den Spießen haf- klar wird.
ten bleiben. Vollständig
durchtrocknen lassen, am
besten über Nacht.
2 Das Glas, in dem Kris-
talle gezogen werden
sollen, mit Zucker füllen
5 Die Zuckerlösung auf
die Gläser verteilen
und einfärben.
und in den Topf geben.
Dies noch zweimal wieder-
holen. Am besten eignen
sich hohe, schmale Gläser.
3 Das gleiche Glas ein-
mal mit Wasser füllen
und zum Zucker in den
6 Ein bis zwei Wä-
scheklammern oder
Verschlussclips an den
Topf gießen. Wichtig: Pro getrockneten Spießen be-
Farbe wird ein Glas benö- festigen und in die
tigt. Also Schritte 2 und 3 Lösungen
so oft wiederholen wie es hängen.
Farben geben soll.
Das Wasser
kühlt langsam ab und verrin-
gert die Löslichkeit des Zuckers im
Wasser. Er fällt aus, bildet also wieder
Kristalle, und lagert sich an den gezuckerten
Spießen ab.:
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ZUCKERKRISTALLE
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Ergebnis nach etwa 8 Tagen
7 Wichtig: Der Spieß darf
nicht den Boden oder
die Seiten des Glases be-
10 Vorsichtig die Zu-
ckerschicht, die sich
an der Oberfläche gebildet
rühren hat, durchbrechen.
8 Jetzt ist Abwarten an-
gesagt. Stück für Stück
bilden sich die Kristalle an
11 Die Zuckerkristalle
können nun heraus-
genommen werden.
den Spießen. Der blaue Zuckerkristall
macht es deutlich: Haftet
nach Schritt 1 nicht genü-
gend Zucker am getrock-
neten Spieß, können sich
daran die Kristalle in der
9 Nach etwa acht Tagen
sind die Kristalle fertig.
Zuckerlösung nicht ver-
nünftig bilden.:
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LUFTKISSEN-FLITZER Dauer: ca. 20 Minuten
MATERIAL
1 Luftballon Sportverschluss einer Trinkflasche
1 alte CD
Zwei-Komponenten-
Kleber
1 Den Sportverschluss
einer Flasche in die
Mitte der CD kleben und
4 Wer möchte, errichtet
eine Rennstrecke und
lässt die verschiedenen
trocknen lassen. Damit Flitzer gegeneinander an-
beides auch wirklich zu- treten.
sammenhält, Zwei-Kompo-
nenten-Kleber verwenden.
2 Den Luftballon aufbla-
sen, den Hals abdrü-
cken und die Öffnung über
den geschlossenen Sport-
verschluss ziehen.
3 Den Luftkissen-Flit-
zer auf einer glatten
Oberfläche platzieren, den
Sportverschluss öffnen
und das Fahrzeug leicht
anschieben.
Die ent-
weichende Luft bildet eine
dünne Schicht zwischen Tisch und
CD und setzt damit die Reibung herab.
Durch den Luftstrom bewegt sich die CD.:
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SPRÜHKREIDE Dauer: ca. 20 Minuten
MATERIAL
1 Teelöffel 1 leere Sprühflasche Wasserkaraffe
1 Esslöffel 6 EL Speisestärke oder
1 große Schüssel 300 ml Wasser Trichter
1 Schneebesen 2 TL flüssige Lebensmittelfarbe
1 Das Wasser in die
Schüssel füllen. 4 Die Flüssigkeit in eine
Karaffe umfüllen, um
später das Eingießen in die
Sprühflasche zu erleich-
tern. Alternativ die Flüssig-
keit mithilfe eines Trichters
direkt in die Sprühflasche
füllen.
2 Die Speisestärke dazu-
geben und mit dem
Schneebesen vollständig
5 Die flüssige Kreide in
die Sprühflasche geben
und den Sprühkopf auf-
verrühren. Je mehr Stärke schrauben.
verwendet wird, desto
kräftiger erscheint am
Ende die Sprühkreide auf
dem Boden.
3 Die Flüssigkeit mit
zwei Teelöffel flüssiger
Lebensmittelfarbe einfär-
6 Los geht‘s: Die Kreide
draußen auf Pflaster-
steinen ausprobieren und
ben. Die Kreidefarbe wird trocknen lassen.
immer intensiverm he
mehr Lebensmittelfarbe
hinzugegeben wird.
Tipp:
Mit einer Negativ-Schablone lassen sich
tolle Motive oder Schriftzüge noch einfacher
auf die Pflastersteine sprühen.:
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SEGELSCHIFF MIT SEIFENMOTOR
Dauer: ca. 20 Minuten
MATERIAL
1 Streichholz 1 Stückseife, feste Handseife 1 Schere
etwas Papier 1 leere Streichholzschachtel (klein) 1 Bleistift
Kleber + Klebefilm 1 Pricknadel
1 Messer 1 Schüssel mit Wasser
1 Auf dem Papier ein
kleines Segel mit dem
Bleistift aufzeichnen und
4 Die Schublade der
Schachtel wird nicht
benötigt. Das gebastelte
ausschneiden. Das Segel Segel durch das Loch auf
mit einem Stück Klebefilm der Oberseite der Schach-
an das Streichholz kleben. tel stecken. Die Seifenstü-
cke kommen seitlich in die
Packung, sodass sie etwas
rausgucken und darin
2 Ein passendes Rechteck
aus Papier ausschnei-
halten.
den und auf die Oberseite
der Streichholzschachtel
kleben. Mit der Prickna-
5 Das Segelschiffchen in
eine Schüssel mit Was-
ser setzen und los geht der
del ein Loch mittig in die Segeltörn.
Oberseite der Schachtel
stechen.
3 Von der Seife ein bis
zwei Stücke abschnei-
den, die seitlich in die
Öffnung der Streichholz-
packung passen.
Die sich auflö-
sende Seife setzt die Oberflä-
chenspannung des Wassers herab
und die Wasserteilchen bewegen sich,
sodass das Schiffchen angestoßen wird.:
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GLOSSAR
Wissenswertes zu den
Experimenten:
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DNA
– Was ist das?
DNA (engl. desoxyribonucleic acid; dt. Desoxyri- Basenabfolge werden Gene genannt.
bonukleoinsäure, DNS) ist vergleichbar mit einer Gut verpackt und eingewickelt befindet sich die
riesigen Festplatte, denn sie ist der Träger aller DNA im Zellkern einer Zelle. Dabei wird die DNA
Informationen, die den Körperbau und alle seine von bestimmten Proteinen, den Histonen, auf-
wichtigen Funktionen betreffen. DNA besteht aus gewickelt – wie bei einem Lockenwickler. Diese
vier verschiedenen Bausteinen, auch Basen ge- „gelockte“ DNA wird weiter gewunden und ge-
nannt, die an einer Kette aus Zucker und Phos- faltet bis sich die Form eines Chromosoms ergibt.
phat befestigt sind. Aus zwei Ketten bildet sich Jeder Mensch besitzt 23 Chromosomenpaare,
eine wie eine Schraube gewundene Spirale, auch wovon ein Paar das biologische Geschlecht be-
Doppelhelix genannt. Die Basen bilden dabei stimmt. Hat ein Mensch zwei X-Chromosomen,
immer zwei bestimmte Paare: Adenin-Thymin, ist dieser weiblich. Bei einem Menschen mit
Guanin-Cytosin. Durch eine bestimmte Abfolge einem X-Chromosom und einem Y-Chromosom
der Basen können so Informationen wie z. B. die handelt es sich biologisch um einen Mann.
Augenfarbe und die Haarfarbe, aber auch vererb- Funfact: Würde man die DNA aus einer Zelle her-
bare Krankheiten oder die Anfälligkeit für be- ausnehmen und entwinden, wäre diese fast
stimmte Krankheiten wie bspw. Diabetes codiert 2 m lang.
werden. Die Abschnitte mit einer bestimmten
Welche Strecke könnte
mit der gesamten DNA eines
Menschen zurückgelegt werden:
1.000-mal …
a) Äquator b) Erde-Mond
c) Erde-Sonne d) Sonne-Pluto
e) Durchmesser der Galaxis
Die richtige Antwort ist c.:
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DNA
– Was passiert im Experiment?
Um die DNA aus den Zellen zu befreien, müs- das Salz und auch der Alkohol. Wasser hat eine
sen zunächst die Zellwände, auch Zellmembran höhere Polarität als Alkohol. Das liegt am Was-
genannt, und der Zellkern zerstört werden. Dies sermolekül (H2O). Es besteht aus Wasserstoff (H)
wird hier durch das Pürieren der Banane in der und Sauerstoff (O). Durch die bestimmte Struktur
wässrigen Lösung mit Salz und Spülmittel ge- und die Elemente in diesem Molekül hat es auf
macht. Das Spülmittel bricht die Zellmembran der Sauerstoffseite eine leicht negative Ladung
auf, da diese aus Fettmolekülen besteht. Durch und auf der Wasserstoffseite eine leicht positive
das Pürieren werden die Wände der Zellen und Ladung. Ein Alkoholmolekül wie bspw. Ethanol
des Kerns zusätzlich beschädigt und gehen ka- (CH3-OH) hat nur auf einer Seite eine leicht nega-
putt. Das Filtrieren dient zur Trennung der Zell- tive Ladung und hat deshalb eine geringere Pola-
trümmer. Die groben Bestandteile und Proteine rität. Das Wasser interagiert über elektrostatische
werden zurückgehalten, während die gelösten Kräfte mit geladenen (polaren) Molekülen wie
Proteine sowie weitere Zellbestandteilen der der DNA. Durch die Zugabe von Salz wird die DNA
DNA durch den Filter in die Schüssel tropfen. sozusagen von den Salz-Ionen verdrängt. Mit der
Die DNA befindet sich nun gelöst in einer wäss- Zugabe des Alkohols wird die Polarität der Lösung
rigen Lösung. Um sie sichtbar zu machen, muss noch weiter herabgesetzt und die DNA fällt in der
die Löslichkeit reduziert werden. Dabei helfen Alkoholschicht aus.
Wassermolekül Ethanolmolekül
Quellen:
https://www.spektrum.de/lexikon/
biologie-kompakt/chromosomen/2408
[Stand: 10.05.22]
https://www.openscience.or.at/hungryforscience-
blog/wie-man-dna-aus-obst-und-gemuese-isoliert/
[Stand: 10.05.22]
BECKER, BOKELMANN; KRULL; SCHÄFER: NATURA – Biologie für
Gymnasien. 1. Auflage. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2012:
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SPRUDELNDE CHEMIE
Badekugeln
Die Badekugeln enthalten Zitronensäure und CO2 (Kohlenstoffdioxid). Das Gas steigt in Blasen
Natriumhydrogencarbonat (Natron). Sobald die im Wasser auf, weil es leichter ist und lässt das
Badekugel ins Wasser gelangt, löst sie sich darin Badewasser sprudeln.
auf. Die Zitronensäure und das Natriumhydrogen-
carbonat reagieren miteinander und es entsteht
Gruselhand
Die Brausetabletten enthalten ebenfalls Zitro- Nariumhydrogencarbonat reagieren miteinander,
nensäure und Natriumhydrogencarbonat. Wie es bildet sich CO2. Je mehr Gas sich bildet, desto
bei den Badekugeln löst sich die Tablette auf, weniger Platz gibt es in der Filmdose und der
sobald Wasser in die Filmdose gelangt. Säure und hineingestopfte Handschuh wird aufgeblasen.
Natriumhydrogencarbonat + Zitronensäure → Natriumzitrat + Wasser + Kohlenstoffdioxid:
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BLUMENWÄCHTER
Der Widerstand soll in einem Stromkreis den Der Transistor dient zur Steuerung der Ströme
Stromfluss begrenzen, sodass nur eine bestimm- in einer Schaltung. Je nach Art des Transistors
te Menge an Strom I fließen kann. Wie hoch können sie den Stromfluss reduzieren bzw. ganz
der Widerstand R ist, ist durch folgende Formel unterbinden oder genau das Gegenteil bewirken.
definiert: Der Stromfluss wird deutlich verstärkt. Somit
kann ein Transistor sowohl Schalter als auch Ver-
stärker sein.
Das Formelzeichen U steht für die Spannung. Sie
ist notwendig als Antreiber für den Stromfluss, Der Kondensator dient zur Speicherung von
denn ohne Spannung zwischen zwei Punkten Ladung. Man kann sich einen Kondensator als
würde kein Strom fließen. Bei einem Widerstand zwei Platten (Leiter) vorstellen, zwischen denen
meint man damit den Spannungsabfall über dem sich ein Isolator befindet. Sobald zwischen den
Bauteil, also die Differenz zwischen der Spannung Leitern eine Spannung angelegt wird, laden sich
vor und hinter dem Widerstand. die Leiter auf, bis die Spannung am Kondensator
Der Trimmwiderstand gehört zu einer beson- genauso groß ist wie die Spannung der elektri-
deren Art von Widerstand, den Potentiometern. schen Quelle. Der Kondensator entlädt sich erst
Bei dieser Form von Widerstand kann der Wider- wieder, wenn ein Verbraucher wie bspw. eine
standswert R über einen Drehknopf o. Ä. zwi- Diode angeschlossen wird. Anschließend kann er
schen null und seinem maximalen Wert einge- erneut geladen werden. Wenn kein Verbraucher
stellt werden. Bei dem Blumentopfwächter kann angeschlossen ist, kann die elektrische Ladung
somit die Empfindlichkeit des Sensors über die wie in einem Akku gespeichert werden.
Schraube angepasst werden.
Was passiert in der Schaltung?
Die Schaltung enthält zwei Transistoren T1 und am Sensor zu groß und der Stromfluss ist unter-
T2. Sie bilden eine sogenannte Kippschaltung mit brochen. Transistor T1 und T2 lassen nun Strom
niedrigem Stromverbrauch. Solange die Blumen- durch und die Diode blinkt. Das Blinken wird
erde feucht genug ist, kann der Strom problemlos durch den Kondensatoren C1 verursacht. Er
fließen. Dadurch entsteht eine negative Ladung lädt und entlädt sich ständig. Beim
an der Basis des Transistors T1 und sperrt sich. Es Entladungsprozess des C1 fließt kurz
fließt kein Strom über diesen Transistor. Da der Strom durch die Diode und sie
Transistor T2 dem T1-Transistor nachgeschaltet leuchtet auf.
ist, bleibt dieser zunächst auch gesperrt. Die
Diode kann nicht leuchten. Ist die Blumenerde
jedoch zu trocken, ist der Übergangswiderstand
Quellen:
https://studyflix.de/elektrotechnik/elektrischer-wider-
stand-3284
https://www.energie-lexikon.info/spannungsabfall.html
https://www.grund-wissen.de/elektronik/bauteile/widerstand.html
https://studyflix.de/elektrotechnik/transistor-2536
https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/kondensator-kapazitaet/grundwis-
sen/kondensator-und-kapazitaet
https://studyflix.de/elektrotechnik/kondensator-4444:
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EIS HERSTELLEN
– KÄLTEMISCHUNG
In der Sommerhitze schnell ein Eis aus dem Ge- entziehen, werden endotherme Reaktionen ge-
frierschrank holen, ist für uns heute einfach. Aber nannt. Exotherme Reaktionen hingegen würden
was tun, wenn es keinen Eisschrank gibt? Schon Energie in Form von Wärme freisetzen.
zur Zeit der römischen Kaiser und Napoleon I. Beim Mischen von Salz mit festem Wasser, also
von Frankreich wurde im Sommer mit Sahne Eis, benötigt es mehr Energie. Diese stammt
erfrischendes Eis hergestellt. Im Winter hieß es neben der Umgebungswärme v. a. aus der dy-
dafür: Eisbrocken abtragen und einlagern. In zer- namischen Gleichgewichtsreaktion von festem
kleinerter Form und mit Salz vermischt, konnte es Wasser zu flüssigem Wasser. Durch den Luftdruck
so bis zu -20°C erreichen. schmilzt das Eis, weshalb Eiswürfel auch immer
von einer leichten Wasserschicht überzogen sind.
Beim Mischen von Salz und flüssigem Wasser Eis und flüssiges Wasser stehen somit in folgen-
lässt das Salz sich problemlos auflösen. Salz-Io- dem Gleichgewicht:
nen bilden in fester Form ein sogenanntes Ionen-
gitter oder Kristallgitter. Sie befinden sich in einer Eis(fest) + Energie ⇌ Wasser(flüssig)
festen vorgegebenen Struktur, die aber aufgebro-
chen wird durch die Wassermoleküle. Diese um- Das Salz kann sich durch die freiwerdende Ener-
schließen die Ionen des Salzes. Damit das funk- gie des geschmolzenen Eises lösen und kühlt die
tioniert, wird Energie benötigt, die in Form von Eis-Salz-Wasser-Mischung merklich ab und der
Wärme der Umgebung entzogen wird. Dadurch Saft in der zweiten Tüte gefriert. Dieser Effekt
wird eine wässrige Salzlösung auch kälter und dauert allerdings nur solange an, wie auch gefro-
kann so Temperaturen bis zu -5,3°C erreichen. renes Wasser vorhanden ist.
Solche Reaktionen, die Energie benötigen oder
Energie aus der Umgebung in Form von Wärme
Quellen:
https://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/08_98.htm
[Stand: 11.05.2022]:
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ELEKTISCH LEITFÄHIGE KNETE
– LEITFÄHIGKEIT
Die elektrische Leitfähigkeit ist ein „Maß für die Chlor ab und ist dadurch positiv geladen. Positiv
Fähigkeit eines Stoffes, elektrische Ladungen zu geladene Ionen werden Kationen genannt. Das
transportieren“[1]. Sie gibt an, ob und wie gut ein Chloratom ist negativ geladen, weil es ein Elek-
Stoff oder Gegenstand elektrisch leitfähig ist. Da- tron mehr besitzt als vorher. Man spricht dann
bei wird in zwei verschiedene Kategorien unter- von Chlorid-Ionen bzw. allgemein von Anionen.
schieden. Handelt es sich um Elektronen, die Auch die Zitronensäure bildet Ionen, die zur Leit-
Ladungen transportieren, spricht man von Leitern fähigkeit beitragen. In Wasser gelöste Ionen sind
1. Ordnung. Das sind Metalle wie z. B. Kupfer, das beweglich und können elektrischen Strom leiten,
als Kabel in der Steckdose steckt. Mit Leitern sobald die Lösung mit einer Stromquelle verbun-
2. Ordnung sind Ionen gemeint, die Ladungen den ist. Wird ein Strom angelegt, wandern die
von einem Pol zum anderen bringen. Die elek- Ionen zu dem Pol (+ oder -), der das Gegenstück
trisch leitfähige Knete enthält solche Ionen. Sie zu ihrer Ladung ist. Kationen (hier Natrium-Ionen)
bilden sich beim Anmischen der Knete durch wandern zum Minus-Pol, Anionen (hier Chlorid-
Salz und Zitronensaft in Wasser. Kochsalz be- Ionen) zum Plus-Pol. Als Ergebnis wird Strom
steht aus den Elementen Natrium und Chlor, die geleitet und die Dioden, die LEDs, leuchten.
beide Ionen bilden. Natrium gibt ein Elektron an
Quellen:
[1]: https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/elektrische-
leitfaehigkeit/2805 [Stand: 11.05.22]
https://www.uni-koblenz-landau.de/de/koblenz/fb1/gpko/fup/FLinK/
Bilder/Infoblatt%2020052020 [Stand: 11.05.22]:
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FARBKREISEL
– ZUSAMMENSETZUNG VON LICHT
Das Licht der Sonne erscheint uns weiß. Leitet das stets die gleiche Reihenfolge hat. Der Farb-
man das Licht aber durch ein Prisma, spaltet es kreisel ist mit den Spektralfarben bemalt. Wenn
sich auf und ist plötzlich bunt. Die Farben, die er gedreht wird, vermischen die Farben und
zu sehen sind, heißen Spektralfarben und sind bekommen einen weißen Schimmer. Je schneller
meistens die uns bekannten Regenbogenfarben der Kreisel dreht, desto mehr erscheint die Pappe
rot, orange, gelb, grün, hellblau, dunkelblau und weiß. Das liegt daran, dass unsere Augen durch
lila. Diese Farben nennen sich auch reine Farben, die schnelle Drehung die einzelnen Farben nicht
weil sie sich physikalisch nicht weiter zerlegen mehr wahrnehmen können. Die Farben ver-
lassen. Das beste Beispiel dafür ist der Regen- mischen sich und erscheinen mit zunehmender
bogen. Durch die Wassertropfen in der Luft wird Geschwindigkeit weißlicher.
das Licht wie von einem Prisma in seine Bestand-
teile aufgeteilt und zeigt das typische Farbband,
Nicht alles wird sichtbar
Neben den sichtbaren Spektralfarben hat Licht ht
es Lic
auch nicht sichtbare Anteile: infrarotes Licht weiß
und ultraviolettes Licht. Infrarotlicht bzw. Strah-
lung wird z. B. für Fernbedienungen verwendet.
Ultraviolettes Licht (UV-Licht) spielt v. a. in der Auf das Prisma (Dreieck) fällt weißes Licht
Corona-Zeit eine interessante Rolle, weil es als und wird in die Spektralfarben aufgeteilt.
spezielle Lampe zum Sterilisieren von Gegen-
ständen dienen kann. Am ehesten ist uns aber
der Sonnenbrand bekannt, der auch durch zu
viel Sonnenlicht, also durch zu viel UV-Licht, ent-
steht. Neben dem Sonnenbrand kann UV-Licht
auch die Zellen schädigen, indem es die DNA
verändert.
Quellen:
https://www.leifiphysik.de/optik/farben/
grundwissen/spektralfarben
https://www.infrarot-guide.de/infrarotstrahlung-ein-
fach-erklaert/#Wie_wird_die_Infrarotstrahlung_genutzt
https://ps-leuchten.de/uv-leuchten/uv-licht-in-der-anwendung
https://www.bfs.de/DE/themen/opt/uv/wirkung/einfuehrung/einfu-
ehrung.html
Anleitung für das Experiment:
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LUFTKISSEN-FLITZER
– REIBUNGSKRÄFTE
Was haben ein Auto und das Luftkissenfahrzeug nach Form und Struktur der sich berührenden
gemeinsam? Eigentlich nichts, würde man den- Oberflächen ist die Haftreibung unterschiedlich
ken. Doch beide schaffen es, die Kräfte zwischen stark. Gäbe es sie nicht, könnten wir z. B. gar
einem Autoreifen und der Straße oder zwischen nicht gehen.
CD und Tisch zu überwinden. Die Kraft, die zwi- Gleitreibung meint, dass zwei Gegenstände auf-
schen der CD und dem Tisch wirkt, heißt Rei- einander gleiten. Das ist beim Luftkissen-Flitzer
bungskraft. Sie tritt überall dort auf, wo Gegen- der Fall. Eigentlich würde sich die CD aufgrund
stände aneinanderhaften, rollen oder gleiten. der Haftreibung nicht bewegen. Durch den Luft-
Die Reibungskraft wirkt dabei der eigentlichen strom, der aus dem Ballon entweicht, bildet sich
Richtung der Bewegung entgegen und kann die ein Luftkissen zwischen Tisch und CD und verrin-
Bewegung somit verlangsamen oder ganz verhin- gert die Haftreibung, sodass durch einen kleinen
dern. Dadurch können wir bspw. an einer Schräge Anstoß die CD mithilfe des Luftstroms über den
stehen, ohne abzurutschen. Tisch gleiten kann.
Die Rollreibung tritt dann auf, wenn ein Körper
Abhängig von der Bewegung wird in drei ver- über einen anderen rollt. Also immer, wenn wir
schiedene Arten von Reibungskräften unter- bspw. Fahrrad fahren. Durch die kleinere Auflage-
schieden: fläche des Fahrradreifens im Vergleich zu unse-
Haftreibung tritt auf, wenn zwei Körper aneinan- rem Fuß wird die Haftreibung stark reduziert und
derhaften. Dabei liegen diese aufeinander, wie das Fahrrad bewegt sich.
z. B. ein Schrank, der auf dem Boden steht. Je
Quellen:
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/
physik/artikel/reibung#
https://lakschool.com/de/physik/schiefe-ebene-rei-
bung/reibungsarten
https://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/reibung.html
https://www.leifiphysik.de/mechanik/reibung-und-fortbewegung/
grundwissen/haft-gleit-und-rollreibung
Anleitung Luftkissen-Flitzer:
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SEIFENMOTOR
– OBERFLÄCHENSPANNUNG
Das Schiffchen fährt mit Seife als „Motor“, weil von allen Seiten an dem Schiffchen, sodass die
es die Oberflächenspannung des Wassers an der Spannung von allen Seiten gleich ist und es sich
Rückseite des Segelboots herabsetzt. Die Ober- nicht bewegt. Befindet sich jedoch ein Stück
flächenspannung kann man sich als Anziehungs- Seife an der Rückseite, wird an dieser Stelle die
kraft zwischen den Wassermolekülen vorstellen. Oberflächenspannung verringert, weil die Sei-
Im Wasser wirken diese Anziehungskräfte in alle fenmoleküle sich zwischen die Wassermoleküle
Richtungen, sodass sie in der Summe null erge- drängen. Die Anziehungskräfte wirken nun an der
ben. Diese ist so stark, dass sogar kleine Insekten Vorderseite stärker als hinten und das Schiffchen
wie der Wasserläufer sich auf der Oberfläche be- bewegt sich nach vorn. Dies hält nur solange an,
wegen können, ohne unterzugehen. Diese Span- wie auch Seife an der Schiffchenrückseite ist. Hat
nung der Oberfläche lässt bspw. Wassertropfen sich die Seife vollständig mit Wasser gemischt, ist
eine runde Form annehmen, weil dadurch die die Oberflächenspannung wieder überall gleich
Oberfläche möglichst klein ist. und das Schiffchen bleibt stehen.
Setzt man ein Schiffchen auf die Wasserober-
fläche ziehen die Anziehungskräfte ebenfalls
Quellen:
http://www.chemie-macht-spass.de/2003-phaenomen-wasser-01.html:
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ZUCKERKRISTALLE
– LÖSLICHKEIT
Wie vielleicht schon bemerkt wurde, löst sich der brechen die Kristalle des Zuckers noch besser auf.
viele Zucker erst vollständig im Wasser, wenn es Die einzelnen Moleküle lösen sich im Wasser.
heiß ist. Natürlich lässt sich nicht unendlich viel Kühlt die heiße Zuckerlösung ab, wird die Lösung
Zucker in Wasser auflösen. Wie viel von einem den überschüssigen Zucker los, indem er einfach
Stoff in einer Flüssigkeit (Lösungsmittel) gelöst wieder seine feste Form annimmt. Er fällt aus.
werden kann, hängt von seiner Löslichkeit ab. Da- Die Zuckermoleküle im Wasser lagern sich zu-
bei gibt es eine Sättigungsmenge, die erreicht ist, sammen zu kleinen Kristallen. Dabei kann man
sobald sich in dem Lösungsmittel (z. B. Wasser) die ersten sich bildenden Zuckerkristalle noch
nicht noch mehr des festen oder gasförmigen nicht sehen, da sie sehr klein sind. Mit der Zeit
Stoffs (z. B. Zucker) löst. Typischerweise steigt verdunstet das Wasser und die winzigen Zucker-
die Löslichkeit mit steigender Temperatur an, kristalle treffen immer häufiger aufeinander und
deshalb lässt sich in heißem Wasser auch mehr die Kristalle werden größer. Der gezuckerte Spieß
Zucker lösen als in kaltem. Wie schon bei der Käl- in der Lösung verhindert, dass die sich bildenden
temischung (Experiment: Eis herstellen) erklärt, Kristalle am Glas wachsen, denn die Zuckerteil-
ist das Auflösen eines festen Stoffs wie Zucker chen lagern sich eher an anderen Zuckerkristallen
oder Salz eine endotherme Reaktion. Wird der ab als am Glas.
Zucker-Wasser-Mischung nun Wärme zugeführt,
Quellen:
https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/
loeslichkeit/39912
https://www.fraunhofer.de/content/dam/zv/de/jobs-
karriere/forscher-kids/Sammelmappe-modul4web.pdf
https://www.simplyscience.ch/teens/wissen/von-fest-zu-flues-
sig-das-phaenomen-loeslichkeit
https://www.simplyscience.ch/kids/experimente/ein-suesses-experiment-
zuckerkristalle-am-stiel:
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Gönke Lengsfeld
Bildungsbüro
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