Hinweise zum Experiment
Damit in Chemie bzw. beim Experimentieren keine Unfälle passieren, musst du auf die Sicherheit achten. Die Sicherheit ist immer wichtig, wenn du in einem Fachraum oder Labor bist. Bitte beachte bei allen Experimenten die Hinweise zur Sicherheit im Labor. Die Durchführung des Experiments erfordert eine Gefährdungsbeurteilung durch die Lehrkraft.
Material:
- Großes, farbloses, rechteckiges Gefäß (ca. \(\ce{2\,L}\) Volumen)
- \(\ce{1000\,ml}\) Messzylinder (breit)
- Waage
- \(\ce{330\,ml}\) Cola-Dosen (zuckerhaltig, light, zero)
- Wasser
- Marker
Tipp für Lehrkräfte: Aufgrund des Abfüllprozesses kann es sein, dass die Dosen unterschiedlich gefüllt sind und sich der gewünschte Effekt nicht so deutlich einstellt. Es empfiehlt sich, mehrere Cola-Dosen zukaufen. Eine zuckerhaltige Cola sollte mehr als \(\ce{363\,g}\) wiegen und Cola light sowie Cola zero im besten Fall unter \(\ce{358\,g}\).
Aus dem Vorversuch ‘Schwimmen Cola-Dosen tatsächlich?’ ist bekannt, dass sich die Dichten von zuckerhaltiger Cola und Cola light sowie Cola zero unterscheiden müssen. Aber wie groß ist der Unterschied der einzelnen Dichten? Dies kannst du berechnen, indem du zusätzlich zu der von dir bereits ermittelten Masse das Volumen der Dose bestimmst. Warum muss das Volumen der Dose ermittelt werden, wenn dieses bereits mit \(\ce{330\,ml}\) auf der Dose vermerkt ist? Der Raum in der Dose kann ungefähr \(\ce{330\,ml}\) Flüssigkeit aufnehmen. Dazu besitzt das Blech der Dose auch ein Volumen. Die Dose muss also insgesamt ein größeres Volumen als die angegebenen \(\ce{330\,ml}\) haben. Dieses Volumen ist nicht auf der Dose angegeben und muss daher ermittelt werden. Eine Möglichkeit mit einem Versuch die Dichte eines Gegenstandes zu bestimmen, beschreiben wir dir nachstehend.
Versuchsaufbau/Durchführung
1. Wiege die Dose der zuckerhaltigen Cola und notiere dir die Masse (Gewicht).
2. Fülle den Messzylinder bis auf ca. \(\ce{600\,ml}\) auf und markiere den Volumenstand (Startvolumen) des Wassers auf dem Messzylinder (Abb. 1).
3. Gebe nun vorsichtig die Dose der zuckerhaltigen Cola ins Wasser im Messzylinder.
4. Markiere dir den neuen Volumenstand (Endvolumen) ebenfalls und notiere diesen.
5. Wiederholde diesen Versuch jeweils für Cola zero und Cola light.
Der Versuch
Du kannst den Versuch selber durchführen. Falls du den Versuch nicht selber durchführst, kannst du dir das folgende Video anschauen (Abb. 2).
Aufgabe
Aufgabe
Notiere deine Beobachtungen. Berechne mit Hilfe der Versuchsergbenisse die Dichten der einzelnen Cola-Dosen.
Aufgabe zu den beiden Versuchen
Aufgabe
Vergleiche deine ermittelten Dichten mit der von Wasser und begründe noch einmal in eigenen Worten die Schwimm- und Sinkfähigkeit der unterschiedlichen Cola-Dosen mit Hilfe der ermittelten Dichten.
Für die Dichte von Wasser kannst du \(\rm{\rho}\,(Wasser) = 1,00 \,\frac{g}{cm^{3}}\) annehmen.