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Wikijunior Die Elemente/ Wir züchten Kristalle

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In diesem Experiment kannst Du kristalline Süßigkeiten herstellen, die man essen kann! Es dauert ungefähr vier bis sieben Tage.

Sicherheit Bearbeiten

Wie alle Versuche solltest du auch diesen Versuch mit deinen Eltern besprechen, bevor du beginnst.

 

Dieses Experiment beinhaltet:

  • Sehr heißes Wasser – Es kann die Haut verbrennen. Hol dir Hilfe von einem Erwachsenen wenn du mit kochendem Wasser experimentierst.
  • Glas kann zerspringen, wenn man heißes Wasser hinein gießt. Verwende deshalb bruchsichere Gläser wie Teegläser, Kaffeebecher oder Marmeladengefäße. Sie sollten aus Glas sein, damit du das Kristallwachstum beobachten kannst.
  • Lebensmittelfarbe – Du kannst mit Lebensmittelfarben die Kristalle färben. Allerdings macht Lebensmittelfarbe Flecken auf der Kleidung. Benutze eine Schürze und wische verschüttete Farbe sofort auf.

Was du benötigst Bearbeiten

  • Einen sehr sauberen Becher, der heiße Flüssigkeiten enthalten kann, ohne zu springen
  • Einen Krug oder einen Topf mit einem Ausguss, der heiße Flüssigkeiten enthalten kann
  • Einen Topflappen
  • Ein langes Stück sauberer Baumwolle, eine Schnur oder einen Faden
  • Drei bis vier Tassen Zucker
  • Etwas mehr als eine Tasse heißes Wasser
  • Einen Stützstab, wie einen eckigen Bleistift (runde Stifte rollen und halten den Faden schlecht)
  • Eine Büroklammer
  • Eine Untertasse
  • Eine Schere
  • Papierhandtücher
  • Lebensmittelfarbe (nicht unbedingt erforderlich)

Experiment Bearbeiten

Führe mit Erlaubnis deiner Eltern folgendes Experiment durch:

Schritt 1: Vorbereitung Bearbeiten

  1. Binde die Schnur um den Bleistift. Die Schnur sollte so lang sein, dass sie fast den Boden berührt.
  2. Befestige die Büroklammer am Ende des Fadens. Das Gewicht spannt den Faden.
  3. Lege den Bleistift auf den Rand des Glases. Überprüfe noch einmal die Länge.
  4. Nimm ihn wieder raus und lege ihn neben das Glas.

Schritt 2: Lösung herstellen Bearbeiten

 
Sei vorsichtig, wenn du mit heißem Wasser experimentierst!
Am besten, du machst es gemeinsam mit deinen Eltern.
  1. Nimm etwas mehr Wasser, als in das Glas passt.[1]
  2. Wasser aufkochen. Denk daran, kochendes Wasser ist gefährlich!
  3. Gieße vorsichtig die Flüssigkeit in einen Topf oder in einen Krug mit Ausguss.
  4. Füge einen Esslöffel Zucker dazu und rühre um, bis der Zucker sich auflöst (verschwindet).
  5. Füge erneut einen Esslöffel Zucker dazu und löse ihn auf.
  6. Wiederhole dies, bis der Zucker sich nicht mehr auflöst. Dies erkennst du daran, dass nach dem Umrühren noch Zucker am Boden des Behälters liegen bleibt. Dies wird als gesättigte Lösung bezeichnet.
  7. (Wenn Du farbige Zuckerkristalle herstellen möchten, füge ein paar Tropfen Lebensmittelfarbe hinzu. Denk daran, eine Schürze zu tragen!)

Schritt 3: Einfüllen Bearbeiten

 
  1. Gieße nun vorsichtig deine Lösung in das Glas. Achtung: Die ungelösten Körner sollten nicht ins Glas gelangen.[2]
  2. Lege den Bleistift auf den Rand des Glases. Der Faden soll in der Mitte des Behälters nach unten hängen.

Schritt 4: Fertig stellen Bearbeiten

  1. Warte zehn Minuten, bis sich das Glas abgekühlt hat.
  2. Stelle das Glas an einen geeigneten Ort, wo es ungestört stehen bleiben kann.
  3. Decke es mit der Untertasse ab, damit kein Staub hineinfällt.
  4. Warte vier bis sieben Tage.

Schritt 5: Beobachten Bearbeiten

  1. Betrachte jeden Tag das Glas. Nach zwei Tagen sollten die ersten Kristalle zu sehen sein.

Schritt 6: Genießen Bearbeiten

  1. Zieh den Faden, der mit Zuckerkristallen bedeckt ist raus.
  2. Trockne die Süßigkeiten auf einem Teller. Du kannst sie aber auch sofort essen.
  3. Viel Spaß!

Was ist passiert? Bearbeiten

 
Eine sogenannte Amethyst-Druse, Kristalle in einem Stein.

In diesem Experiment stellst du zuerst eine gesättigte Zuckerlösung her. Viele Zuckermoleküle sind nun zwischen den Wassermolekülen verteilt und bewegen sich schnell umher. Die Moleküle bewegen sich langsamer, wenn die Lösung sich abgekühlt. Zuckermoleküle die den Faden berühren, können daran „festkleben“. Dieser Vorgang wird als Keimbildung bezeichnet. Zuckermoleküle ziehen sich gegenseitig an. Deswegen lagern sich weitere Zuckermoleküle am „Keim“ an und bilden so einen Zuckerkristall.

Dieser Vorgang läuft auch in der natürlichen Welt ab. Gesteine wie Granit werden in Kammern unter der Erde gebildet, wenn sich sehr langsam flüssiges Gestein oder Magma abkühlt. Sobald sich das Magma abkühlt, fangen die Mineralien im Gestein langsam an zu kristallisieren. Wenn Du ein Stück Granit betrachtest sieht du schwarze, graue und pinkfarbene Sprenkel. Jeder Sprenkel im Granit ist ein Kristall, dass über Tausende von Jahren gewachsen ist. In manchen Gesteinen findest Du auch Hohlräume, in denen größere Kristalle gewachsen sind, wie beispielsweise die violetten Amethyste.

Atome ordnen sich Bearbeiten

  • In Kristalle ordnen sich Atome so an, dass sich geometrische Körper bilden: Würfel, Parallelogramme, Pyramiden usw.
  • Um die Anordnung der Atome in einem Kristall bestimmen zu können, werden sie mit Röntgenlicht bestrahlt. Dies ist auch mit komplexen biologischen Molekülen möglich. Biochemiker haben daher Verfahren entwickelt, um besonders reine Kristalle zu züchten.
  • Von vielen komplexen organischen Verbindungen ist heute bekannt, aus welchen Elementen sie bestehen und wie die einzelnen Elementen sich miteinander verbunden haben.

Im nächsten Kapitel kannst du auch noch Salzkristalle züchten. Die schmecken aber nicht so gut!

  1. ↑ Dann kann beim mischen etwas Wasser verdunsten und man kann das Glas trotzdem gut voll machen. Wenn etwas übrig bleibt, kann man den Rest als „Teezucker“ verwenden.
  2. ↑ Wenn das passiert, dann wachsen dort die „Süßigkeiten“ und die eigentlichen „Süßigkeiten“ werden kleiner.
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