Schlüsselbegriffe
Chemie
Säuren
Basen
Chemische Reaktionen
Einführung
Wusstest du, dass es auf der ganzen Welt tausende verschiedene Arten von Limonade gibt? Glaubst du, du würdest eine Limonade mit Käsegeschmack mögen? Wie wäre es mit Limonade mit Tintenfischgeschmack? Auch wenn sich die Geschmacksrichtungen von Land zu Land unterscheiden, haben alle Limonaden eines gemeinsam: die Blasen! Eine Limonade ist keine Limonade, wenn sie nicht sprudelt – aber hast du dich jemals gefragt, wie diese Blasen entstehen? In dieser Aktivität stellst du dein eigenes sprudelndes Getränk her und erforschst dabei die Reaktionen, die das berühmte Sprudeln erzeugen.
Hintergrund
Säuren und Basen sind überall um uns herum; in unserem Spülmittel, unseren Medikamenten – sogar in unseren Lebensmitteln! Sie sind äußerst nützlich, auch weil sie so stark miteinander reagieren. Wir können diese Reaktionen nutzen, um uns bei der Reinigung zu helfen, einen kranken Magen zu beruhigen oder Lebensmittel interessanter schmecken zu lassen.
Eine Base ist eine Verbindung, die negativ geladene Hydroxid-Ionen abgeben kann. Wenn man eine Base zu Wasser hinzufügt, zerfällt die basische Verbindung, und die Zugabe der Hydroxidionen macht die Lösung basischer. Basen sind in vielen Haushaltsreinigern und in der Medizin enthalten, um die Magensäure bei Sodbrennen zu neutralisieren.
Eine Säure ist dagegen eine Verbindung, die positiv geladene Wasserstoffionen (oder Protonen) abgeben kann. Wenn man eine Säure in Wasser gibt, löst sie sich auf und macht die Lösung durch ihre Wasserstoffionen saurer. Obwohl einige Säuren gefährlich sein können, brauchen wir sie auch zum Überleben. Wenn wir zum Beispiel kauen, hilft die Säure im Speichel, die Nahrung für die Verdauung aufzuspalten!
Wenn man eine Säure und eine Base kombiniert, löst man eine Säure-Base-Reaktion aus. Wenn eine gleiche Anzahl von Wasserstoff- und Hydroxidionen vorhanden ist, neutralisieren sich Säure und Base gegenseitig und bilden ein Salz und Wasser. In dieser Aktivität wirst du die Reaktion untersuchen, die stattfindet, wenn du eine Säure mit einem basischen Karbonat kombinierst.
Materialien
- Kaltes Wasser
- Zwei Zitronen
- Löffel Zucker (mehr oder weniger nach Geschmack)
- Löffel Backpulver
- Plastik- oder Glasbecher
- Rührlöffel
- Zitronensaftpresse (empfohlen)
- Messer (zum Schneiden der Zitronen)
- Erwachsener Helfer
- Eis (optional)
Vorbereitung
- Lassen Sie Ihren erwachsenen Helfer beide Zitronen halbieren.
Vorgehensweise
- Benutze die Zitronenpresse, um den gesamten Saft jeder Zitrone in dein Glas zu pressen. Koste ein paar Tropfen des Saftes. Wie würdest du den Geschmack beschreiben?
- Gib eine gleiche Menge kaltes Wasser zum Zitronensaft in deinem Glas. Probiere die Mischung erneut. Schmeckt sie anders als nur der Zitronensaft? Inwiefern?
- Gib vorsichtig einen Teelöffel Backpulver hinzu. Benutze deinen Löffel, um die Mischung umzurühren. Was passiert, wenn du Natron in den Zitronensaft gibst? Was siehst und hörst du, was im Glas passiert?
- Rühre mit deinem Löffel einen Teelöffel Zucker in die Mischung. Gib Eis dazu, wenn du es kalt haben möchtest!
- Verkoste dein Gebräu! Was fällt dir am Geschmack auf? Wie unterscheidet er sich von dem des Zitronensaftes allein?
- Extra: Lasse deine Mischung eine Stunde lang stehen und probiere sie dann erneut. Wie hat sich der Geschmack im Laufe der Stunde verändert? Was denkst du, warum diese Veränderung eingetreten ist?
Beobachtungen und Ergebnisse
Bei dieser Aufgabe solltest du ein Zischen oder Blubbern beobachtet haben, als du das Backpulver zu deiner Zitronensaftmischung gegeben hast. Außerdem solltest du bei der Verkostung deines Endprodukts die Blasen im Mund spüren können, die das Ergebnis einer Säure-Basen-Reaktion sind. Kannst du erraten, welche der Zutaten in deiner Mischung die Säure und welche die Base war?
Wenn du vorhergesagt hast, dass der Zitronensaft die Säure war, hast du recht! Du kannst saure Lebensmittel (wie Zitronen, die sehr sauer sind) am Geschmack erkennen; Säuren schmecken für uns sehr sauer. Andere säurehaltige Lebensmittel sind Essig, Grapefruit und Limetten. Basen hingegen sind schwieriger zu erkennen. Basische Lebensmittel können für uns leicht bitter schmecken – oder sie haben überhaupt keinen Geschmack. In diesem Fall war die Basis in dieser Mischung das Backpulver, das nicht viel Geschmack hat. Du hättest aber vermuten können, dass es die Base in deiner Reaktion war, denn sobald du es zugegeben hast, hätte deine Mischung anfangen müssen zu sprudeln!
Als die Säure des Zitronensafts (Zitronensäure) mit der kohlensäurehaltigen Base (Backpulver) in Kontakt kam, fand eine chemische Reaktion statt, bei der Kohlendioxidgas (CO2) entstand. Wie du vielleicht weißt, ist CO2 das gleiche Gas, das Limonaden zugesetzt wird, um ihnen ihre Kohlensäure zu verleihen.
Diese Reaktion erfordert eine Säure und eine Base, damit sie stattfinden kann. Wenn du also nur den Zitronensaft oder das Zitronensaft-Wasser-Gemisch probiert hast, solltest du keine Bläschen bemerkt haben. Wasser ist im Allgemeinen neutral (keine Säure oder Base) – daher hat die Zugabe von Wasser zu Ihrem Zitronensaft nicht die Reaktion ausgelöst, die für die Bildung von CO2-Blasen erforderlich ist. Erst durch die Zugabe des Natrons fand die Reaktion statt, und die Blasen entstanden.
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