Osmose-Experimente mit Gummibärchen

Gummibärchen bietet Kindern die Möglichkeit, sich für Osmose zu interessieren und zu verstehen – etwas an den bunten, leckeren Süßigkeiten fasziniert junge Schüler. Bei Osmose-Experimenten mit Gummibärchen schwellen die Bären auf das Mehrfache ihrer normalen Größe an, was für Kinder und Erwachsene gleichermaßen amüsant und unerwartet sein kann. Lehrer mögen Gummibärchen-Osmose-Experimente, weil sie einfach, unterhaltsam und leicht zu erklären und zu verstehen sind.

Das Verständnis der Schlüsselbegriffe ist entscheidend, um zu erfahren, was bei Gummibär-Osmose-Experimenten passiert. Osmose tritt auf, wenn Flüssigkeiten durch eine semipermeable Membran von einer verdünnten in eine konzentrierte Umgebung fließen. Semipermeable Membranen lassen einige Moleküle – am häufigsten Flüssigkeiten – passieren, andere jedoch nicht. Wissenschaftler erklären dies mit den Begriffen hypertonisch und hypotonisch: hypertonische Lösungen haben höhere Konzentrationen von gelösten Stoffen – in Flüssigkeiten gelöste Feststoffe – während hypotone einen vergleichsweise geringeren Konzentration. Diffusion ist die aktive Bewegung eines Stoffes von hyperton zu hypoton, bis eine isotonische Lösung – gleiche Konzentration – erreicht ist.

Gummibärchen werden aus Gelatine, Wasser und einem Süßungsmittel wie Zucker oder Maissirup hergestellt und beginnen als Flüssigkeit und kühlen zu einer zähen, gummiartigen Lösung ab. Die Kaubarkeit von Gummibärchen ist auf das Vorhandensein von Gelatine zurückzuführen, deren Moleküle kettenartig sind und eine feste Matrix bilden.

Das erste Experiment besteht darin, Ihre Gummibärchen über Nacht in klarem Wasser einzuweichen. Lassen Sie Ihre Schüler vor dem Einweichen die Höhe, Breite und Tiefe des Gummibärchens messen und notieren Sie diese Informationen in ihren Laborbüchern. Legen Sie die Gummibärchen in Tassen mit Wasser – eine pro Schüler – und stellen Sie sie beiseite. Diskutieren Sie dann Hypothesen – was denken die Schüler, was mit den Bären passieren wird? Am nächsten Tag haben sich die Bären ausgebreitet, da das Wasser durch Diffusion durch die halbdurchlässige Membran, um einen isotonischen Zustand zu erreichen, in dem die Konzentration der Wassermoleküle innerhalb und außerhalb des Bären das gleiche. Die Schüler sollten die Bären erneut vermessen und anhand ihrer Vorher-Nachher-Daten den prozentualen Zuwachs berechnen.

Führen Sie das gleiche Experiment durch und tränken Sie dieses Mal neue Gummibärchen in Salzwasser. Bitten Sie Ihre Schüler erneut, das Ergebnis vorherzusagen: Wird die Zugabe von Salz das Ergebnis des Experiments in irgendeiner Weise verändern? Ihre Schüler werden von den Ergebnissen überrascht sein. Neue in Salzwasser getränkte Gummibärchen schrumpfen, aber unmerklich. Die Gelatinekonstruktion des Bären sorgt dafür, dass er seine Form und Größe größtenteils behält, auch wenn Wasser den Bären verlässt.

Tauchen Sie die originalen, mit Wasser gefüllten Gummibärchen aus Ihrem ersten Experiment in Salzwasser ein und bitten Sie Ihre Schüler, das Ergebnis vorherzusagen. Die Bären werden schrumpfen, da durch Osmose Wasser aus dem Gummibärchen austritt.