Experimente zu CO 2 - Naturama
Experimente zu CO 2 - Naturama
Experimente zu CO 2 - Naturama
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entdecken<br />
hinterfragen<br />
handeln<br />
forschen<br />
beobachten<br />
gestalten<br />
spielen<br />
versuchen<br />
fantasieren<br />
<strong>Experimente</strong><br />
"<strong>CO</strong>2 – Ein besonderer Stoff"<br />
Ein pädagogisches Dossier<br />
<strong>zu</strong>r Sonderausstellung<br />
"<strong>CO</strong>2 – Lebenselixier und Klimakiller"<br />
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<strong>Experimente</strong><br />
"<strong>CO</strong>2 – Ein besonderer Stoff"<br />
Ziele<br />
� Die Schülerinnen und Schüler lernen, das unauffällige Gas mit einfachen Mitteln sichtbar<br />
<strong>zu</strong> machen, es <strong>zu</strong> schmecken und seinen Aggregat<strong>zu</strong>stand <strong>zu</strong> verändern. Sie können die<br />
aus <strong>Experimente</strong>n gewonnenen Erkenntnisse auf Medienberichte <strong>zu</strong>m Thema <strong>CO</strong>2 anwenden.<br />
Zielgruppe<br />
� Die <strong>Experimente</strong> richten sich vornehmlich an Lernende der Mittel- und Oberstufe.<br />
� Einige Aufgaben sind mit entsprechendem Support auch für jüngere Kinder möglich.<br />
� Ergänzende Links und weiterführende Quellen ermöglichen den Lehrpersonen, durchgeführte<br />
Versuche im Kontext <strong>zu</strong>r Industrie oder <strong>zu</strong> Umweltfragen <strong>zu</strong> betrachten.<br />
Vorausset<strong>zu</strong>ngen<br />
� Die einzelnen Posten stellen unterschiedlich hohe Ansprüche an die Schülerinnen und<br />
Schüler. Besonders bei den Informationstexten ist es wichtig, dass sich die Lehrperson<br />
entscheidet, ob die Klasse diese selbständig bearbeiten kann oder ob das Erarbeiten<br />
der Inhalte im Klassenverband erfolgen soll. Oft dienen die Informationstexte auch als<br />
Hintergrundwissen für die Lehrperson.<br />
� Einige Themen können mit wenig Aufwand für jüngere Schülerinnen und Schüler angepasst<br />
werden.<br />
Material<br />
� Etuis, Notizmaterial und Kopien bringen die Klassen selber mit.<br />
� Verbrauchsmaterial (z. B. Papier, Bleistifte) ist im Rollwagen ganz rechts unter der Vitrine<br />
<strong>zu</strong> finden.<br />
� Das Postenmaterial liegt bereit. Am Schluss ist für die Kontrolle und das Aufräumen genügend<br />
Zeit ein<strong>zu</strong>planen.<br />
Links und Quellen<br />
� Viele Themen werden ergänzt durch Links <strong>zu</strong> Filmen, welche den Lernenden mit Laptop<br />
und Beamer im Schulraum gezeigt werden können. Das interaktive Dokument befindet<br />
sich auf dem beigelegten USB-Stick. Die Zeitangaben <strong>zu</strong> den Filmausschnitten befinden<br />
sich im Ordner der Auftragsblätter.<br />
� Die meisten der <strong>Experimente</strong> stützen sich auf das Buch: <strong>CO</strong>2 – Lebenselixier und Klimakiller,<br />
welches der Sonderausstellung <strong>zu</strong>grunde liegt. Dieses befindet sich <strong>zu</strong>r Einsicht<br />
beim Postenmaterial oder in der Mediothek.<br />
Organisation<br />
� <strong>Experimente</strong>, die sich <strong>zu</strong>r Durchführung in Gruppen, als Partnerarbeit oder im Plenum<br />
eignen, sind entsprechend markiert. Die Lehrperson wählt die geeigneten <strong>Experimente</strong><br />
aus und kopiert die benötigten Aufträge für ihre Klasse selbst.<br />
� Informationen/Lösungshinweise können beim Kopieren abgedeckt und separat <strong>zu</strong>r Verfügung<br />
gestellt werden.<br />
� Um den Ausstellungsbesuch bestmöglich nutzen <strong>zu</strong> können, empfiehlt es sich, die Aufträge<br />
und Arbeitshinweise schon vor dem Ausstellungsbesuch mit der Klasse <strong>zu</strong> besprechen.<br />
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� Einige Arbeitsaufträge enthalten neben geführten auch offene Arbeitsanweisungen. Die<br />
Lehrperson bestimmt, in welchem Umfang die Schülerinnen und Schüler daran arbeiten,<br />
protokollieren, welche Varianten offen stehen oder wo Schwerpunkte gesetzt werden.<br />
� Einzelne Aufträge können Lerngruppen <strong>zu</strong>geteilt werden, die sie vertieft erarbeiten und<br />
den anderen Schülerinnen und Schülern <strong>zu</strong>rück im Klassenzimmer <strong>zu</strong>r Nachbereitung<br />
vorstellen.<br />
Sozialform<br />
� Die meisten Aufträge eigenen sich als Partner- oder Gruppenarbeit.<br />
Bestimmte Aufträge eignen sich für den Unterricht im Plenum.<br />
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Symbole<br />
Lehr- und Lernformen:<br />
Lehrperson zeigt vor<br />
spielerisches Handeln ist gefordert<br />
beobachten, entdecken, erkunden steht im Zentrum<br />
gestalten, kreieren bestimmt die Arbeit<br />
nachdenken, erfragen ist gefragt<br />
Zeit (je nach Art des Protokollierens stark unterschiedlich):<br />
Ort:<br />
kurz, ca. eine Viertelstunde<br />
mittel, ca. eine halbe Stunde<br />
lang, ca. eine Dreiviertelstunde und mehr<br />
im Schulzimmer des <strong>Naturama</strong><br />
im Freien, z.B. auf der Terrasse oder im Park der Kantonsschule,…<br />
im eigenen Schulhaus oder <strong>zu</strong> Hause<br />
in der Ausstellung des <strong>Naturama</strong> (Nummern: Räume im Museum)<br />
Anforderungen (je nach Vorbereitung stark variabel):<br />
Hinweise:<br />
eher einfacher Auftrag<br />
mittlerer Schwierigkeitsgrad<br />
an diesem anspruchsvollen Auftrag kannst du dir die Zähne ausbeissen<br />
Verweise auf andere <strong>Experimente</strong><br />
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Übersicht<br />
Nr. Titel Ziel Spezielles Material<br />
01. <strong>CO</strong>2 - Ein Gas mit Geschmack<br />
<strong>CO</strong>2 gilt als geruchs- und geschmackloses<br />
Gas. Der Versuch zeigt auf, dass<br />
es leicht säuerlich schmeckt.<br />
02. Sprudelwasser löst Kalk Dieses Experiment zeigt, dass Gesprudeltes<br />
Wasser eine höhere Lösungskraft<br />
als „stilles“ Wasser hat. Du<br />
lernst die Folgen des Phänomens für<br />
die Erdoberfläche kennen.<br />
03. <strong>CO</strong>2 - Ein schweres Gas Du lernst, dass <strong>CO</strong>2 1,6 Mal schwerer<br />
ist als Luft.<br />
04. <strong>CO</strong>2 als Feuerlöscher Dieser Versuch zeigt, dass <strong>CO</strong>2 Feuer<br />
auslöschen kann. Du erfährst, dass<br />
05. In <strong>CO</strong>2 klingen Töne<br />
dunkler<br />
viele Feuerlöscher mit <strong>CO</strong>2 arbeiten.<br />
Dieses Experiment zeigt, dass Tönt in<br />
<strong>CO</strong>2 dunkler klingen als an der Luft.<br />
06. <strong>CO</strong>2 ist unsichtbar? In diesem Versuch kannst du das unsichtbare<br />
<strong>CO</strong>2 sichtbar machen.<br />
07. Der Treibhauseffekt<br />
erwärmt die Luft<br />
In diesem Experiment lernst du das<br />
Prinzip des Treibhauseffektes kennen.<br />
08. <strong>CO</strong>2 in deiner Atemluft Das Experiment zeigt, dass in unserer<br />
Atemluft <strong>CO</strong>2 vorkommt.<br />
Vertiefungsangebote<br />
für die weitere Bearbeitung des Themas in der Schule<br />
09. <strong>CO</strong>2 ist Pflanzenfutter Das Experiment zeigt, dass Pflanzen<br />
mit mehr <strong>CO</strong>2 deutlich schneller wachsen.<br />
<strong>CO</strong>2 ist für die Pflanzen neben<br />
Wasser der wichtigste Stoff.<br />
10. <strong>CO</strong>2 wird von Pflanzen in<br />
Sauerstoff umgewandelt<br />
Dieses Experiment zeigt, dass Pflanzen<br />
mit Hilfe von Licht Sauerstoff produzieren.<br />
11. Auch Pflanzen atmen Dieses Experiment zeigt, dass Pflanzen<br />
mit Hilfe von Licht Sauerstoff produzieren<br />
12. In Sprudelwasser ist viel<br />
<strong>CO</strong>2 drin<br />
Dieser Versuch zeigt, dass in einer<br />
Flasche Cola Light sehr viel <strong>CO</strong>2 enthalten<br />
ist. Beim schlagartigen entweichen<br />
des gesamten <strong>CO</strong>2 wird dir diese<br />
Menge beeindruckend veranschaulicht.<br />
13. <strong>CO</strong>2 macht es warm Der Versuch zeigt, dass das <strong>CO</strong>2 Licht<br />
in Wärmestrahlung umwandeln kann.<br />
Damit erwärmt <strong>CO</strong>2 die Luft. Dank des<br />
natürlich vorkommenden <strong>CO</strong>2, des<br />
Wasserdampfes und anderer Gase in<br />
der Atmosphäre, ist es für das Leben<br />
auf der Erde genügend warm. Das<br />
vom Menschen durch Abgase verursachte<br />
<strong>zu</strong>sätzliche <strong>CO</strong>2, erwärmt die<br />
Luft aber noch stärker, was <strong>zu</strong>r raschen<br />
Klimaerwärmung führt<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / grosses Wasser-<br />
glas<br />
2 kleine Gläser / kohlensäurhaltiges<br />
Wasser und Leitungswasser<br />
/ eine Messerspitze<br />
Kreide<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / 2 Luftballone<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / Kerze / Erlenmey-<br />
erglas / Zündhölzer<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / 2 grosse Gläser /<br />
Küchentimer (oder Handy)<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / Erlenmeyerglas /<br />
starkes Licht / weisse Wand<br />
2 Gläser / 2 Thermometer /<br />
Erde / Seranfolie<br />
ev: 2 Schreibtischlampen<br />
Erlenmeyer, Glasrohr, Kalkwasser,<br />
Schutzbrille<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / 2 verschliessbare<br />
Gurkengläser / 2 Schnapsgläser<br />
/ 2 Minzestängel<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem<br />
Schlauch / grosses Gurkenglas<br />
/ Wasserpflanze / Glastrichter /<br />
Reagenzglas / Holzstück<br />
Glas / Tellerchen als Deckel /<br />
Zündhölzchen / Crème oder<br />
Vaseline <strong>zu</strong>m abdichten / frisch<br />
gepflückte Grashalme<br />
Eine Literflasche Cola Light /<br />
vier Mentos Bonbons<br />
2 Literflaschen Cola / 2 leere<br />
Zweiliter-Wasserflaschen aus<br />
Plastik / Messer / 2 Thermometer<br />
/ Schreibtischlampe mit<br />
100- oder 150-Watt-Birne<br />
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1. <strong>CO</strong>2 – Ein Gas mit Geschmack<br />
Ziel<br />
<strong>CO</strong>2 gilt als geruchs- und geschmackloses, unsichtbares Gas. Das<br />
alles stimmt genau gesehen nicht. Der Versuch zeigt, dass es leicht<br />
säuerlich schmeckt.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / grosses Wasserglas<br />
Auftrag<br />
1. Verbinde einen Schlauch mit einem <strong>CO</strong>2-Sprudler<br />
2. Halte das Schlauchende in den Grund des Glases und gib sachte<br />
<strong>CO</strong>2 hinein.<br />
3. Giesse das gefüllte Glas langsam in den Mund.<br />
Vorsicht: Dieser Versuch darf nur unter Aufsicht der Lehrperson<br />
durchgeführt werden! Das <strong>CO</strong>2 kann beim Einatmen in hohen Dosen<br />
gefährlich werden und <strong>zu</strong> Bewusstlosigkeit führen, sei also <strong>zu</strong>rückhaltend<br />
mit dem Einnehmen.<br />
Da das <strong>CO</strong>2 schwerer ist als Luft, bleibt es beim Einfüllen für einige<br />
Zeit auf dem Grund des Glases.<br />
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2. Sprudelwasser löst Kalk<br />
Ziel<br />
Kohlensäurehaltiges Wasser schmeckt saurer als „stilles“ Wasser.<br />
Dieses Experiment zeigt, dass es auch eine höhere Lösungskraft<br />
hat. Du lernst die Folgen des Phänomens für die Erdoberfläche kennen.<br />
Material<br />
2 kleine Gläser / kohlensäurehaltiges Wasser und Leitungswasser /<br />
eine Messerspitze Kreide<br />
Kreide ist nichts anderes als Calciumcarbonat. Man erhält sie als<br />
Schlammkreide <strong>zu</strong>m Beispiel in der Apotheke oder auch im<br />
Haustierbedarf. Auch Schulkreide besteht manchmal aus Kreide, oft<br />
jedoch aus Gips, den man nicht verwenden kann.<br />
Auftrag<br />
1. Fülle ein Glas mit Leitungswasser, ein anderes mit kohlensäurehaltigem<br />
Wasser.<br />
2. Rasple in beide Gläser mit dem Fingernagel ein klein wenig vom<br />
Stück der Kreide hinein.<br />
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2. Sprudelwasser löst Kalk<br />
Hintergrundinformationen<br />
Bildquelle: http://geologie-des-dinkelbergs.de<br />
Dieses Phänomen erscheint <strong>zu</strong>nächst einmal völlig unspektakulär. Es hat allerdings eine<br />
grosse Tragweite. Denn diese erhöhte Lösungskraft des gesprudelten Wassers hat überall<br />
auf der Erdoberfläche ihre Spuren hinterlassen. Fast alle Höhlen verdanken ihre Entstehung<br />
kohlendioxidreichem Wasser, das sich wie ein Bergmann durch Kalkschichten gearbeitet hat.<br />
Tritt solches Wasser dann irgendwo wieder aus, <strong>zu</strong>m Beispiel an der Decke einer Höhle, entschwindet<br />
das <strong>CO</strong>2 und der Kalk fällt aus. Aber nicht als hässlicher Haufen oder ungeordnete<br />
Abraumhalde, wie es in den von Menschen gemachten Höhlen und Bergschichten <strong>zu</strong> geschehen<br />
pflegt, vielmehr gibt das Wasser dem Kalk, den es absetzt, noch bezaubernde Formen<br />
mit. So können <strong>zu</strong>m Beispiel Tropfsteine entstehen oder auch ganze Terrassen wie in<br />
Pamukkale im Südwesten der Türkei.<br />
Im <strong>Naturama</strong> findest du im ersten Stock ebenfalls einen Raum, in dem eine „Tropfsteinmaschine“<br />
aufzeigt, wie es in der Natur <strong>zu</strong>r Tropfsteinbildung und Ausschwemmung von Kalk<br />
kommen kann. Von der Decke tropft aus der Wasserleitung Wasser auf einen grossen Findling<br />
und bilde auf ihm eine kalkige Ablagerungsspur.<br />
Folgender Film zeigt eine Höhle in Deutschland, die sich auf diese Weise gebildet hat und<br />
die Tunnelbauer der Deutschen Bahn vor spezielle Herausforderungen stellt:<br />
Blessberghöle Teil 1<br />
(http://www.youtube.com/watch?v=E-YUKUK-G_4&feature=related)<br />
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3. <strong>CO</strong>2 – Ein schweres Gas<br />
Ziel<br />
<strong>CO</strong>2 ist circa 1,6-mal schwerer als Luft. Deshalb sammelt es sich<br />
auch in Bodennähe an. An allen Orten, an denen C02 austritt, sind<br />
daher kleine Lebewesen besonders gefährdet. Durch dieses Experiment<br />
lernst du diese Eigenschaften kennen.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / 2 Luftballone<br />
Auftrag<br />
1. Verbinde einen Schlauch mit einem <strong>CO</strong>2-Sprudler<br />
2. Streife einen Luftballon über das Schlauchende, fülle ihn langsam<br />
mit <strong>CO</strong>2 und verknote ihn.<br />
3. Blase einen zweiten Ballon mit dem Mund auf.<br />
4. Halte die Ballone in die Höhe und lasse sie nach unten fallen.<br />
Was stellst du fest?<br />
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3. <strong>CO</strong>2 – Ein schweres Gas<br />
Hintergrundinformationen<br />
Verendete Tiere am Lake Nyos. Bildquelle: http://geology.com<br />
<strong>CO</strong>2 tritt an einigen Orten, z.B. in Burundi in Zentralafrika, aus dem Boden. Dabei handelt es<br />
sich um natürliche Entgasungen, die auf vulkanische Aktivität <strong>zu</strong>rückgehen. Dieses <strong>CO</strong>2 heißt<br />
dort Ma<strong>zu</strong>ku, was übersetzt bedeutet: Böser Wind. Es sammelt sich in Bodenkuhlen und ist<br />
eine ernste Gefahr, besonders für kleine Kinder, die in solche Kuhlen hineinlaufen. Tatsächlich<br />
kommt es immer wieder vor, dass Kinder so ums Leben kommen.<br />
Ein tragisches Ereignis, welches auf eine derartige Entgasung von <strong>CO</strong>2 <strong>zu</strong>rück<strong>zu</strong>führen war,<br />
ist ein Vorfall in Kamerun. Bereits im Jahr 1984 hatte es am Manoun-See in Kamerun eine<br />
plötzliche Ausgasung von Kohlenstoffdioxid gegeben, bei der 37 Menschen ums Leben kamen<br />
und welche die Wissenschaft lange Zeit vor ein Rätsel stellte.<br />
Nyos-See 8 Tage nach der Katastrophe. Gut <strong>zu</strong> erkennen ist der Streifen abgestorbener Pflanzen.<br />
Am 21. August 1986 gegen 21:30 Uhr setzte der Nyos-See schlagartig rund 1,6 Millionen<br />
Tonnen <strong>CO</strong>2 frei. Das Gas strömte in nördliche Richtung in zwei naheliegende Täler und tötete<br />
Menschen und Tiere in bis <strong>zu</strong> 27 km Entfernung vom See. Etwa 1700 Menschen und Tausende<br />
von Tieren starben.<br />
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Der Auslöser für diese plötzliche Ausgasung ist nicht bekannt. Die meisten Geologen vermuten<br />
einen Erdrutsch, einige glauben, dass ein kleiner Vulkanausbruch die Ursache war.<br />
Nach der Katastrophe wurden die betroffenen Dörfer evakuiert und die Region <strong>zu</strong>m Sperrgebiet<br />
erklärt.<br />
Die beiden untenstehenden Links dokumentieren die ungeheuerliche Naturkatasrophe:<br />
BBC-Film – Lake Nyos - Englisch<br />
(http://www.youtube.com/watch?v=pVMcSvG5Mpg)<br />
Spiegel TV - Bericht Nyos See<br />
(http://einestages.spiegel.de/external/ShowTopicAlbumBackground/a23352/l0/l0/F.html#featu<br />
redEntry)<br />
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4. <strong>CO</strong>2 als Feuerlöscher<br />
Ziel<br />
Der Versuch zeigt, dass <strong>CO</strong>2 Feuer auslöschen kann.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / Erlenmeyerglas / Kerze /<br />
Zündhölzer<br />
Auftrag<br />
1. Verbinde einen Schlauch mit einem <strong>CO</strong>2-Sprudler<br />
2. Entzünde eine Kerze<br />
3. Fülle ein Erlenmeyerglas vorsichtig mit <strong>CO</strong>2<br />
4. Übergiesse anschliessend die brennende Kerze mit dem Inhalt<br />
des Glases<br />
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4. <strong>CO</strong>2 als Feuerlöscher<br />
Hintergrundinformationen<br />
Viele Feuerlöscher arbeiten wie der hier<br />
Abgebildete mit <strong>CO</strong>2. Achte dich einmal, mit<br />
welcher Methode der Feuerlöscher im <strong>Naturama</strong><br />
oder in deiner Schule abgefüllt wurde.<br />
Lies da<strong>zu</strong> die Etikette auf dem Feuerlöscher.<br />
Der <strong>CO</strong>2 Feuerlöscher eignet sich vor allem<br />
<strong>zu</strong>m Löschen von Flüssigkeiten mit Ausnahme<br />
von brennendem Öl, welches nur<br />
mit einer Löschdecke oder einem speziellem<br />
Fettbrandlöschmittel gelöscht werden<br />
sollte.<br />
Auch für das Löschen von Bränden in einem<br />
Flugzeug ist ein <strong>CO</strong>2-Feuerlöscher ungeeignet,<br />
da es bereits bei Einwirkzeiten<br />
von 30 Sekunden (angenommene Konzentration:<br />
10%) <strong>zu</strong> Schwindelanfällen kommen<br />
kann, welche die sichere Flugdurchführung<br />
beeinträchtigen können.<br />
<strong>CO</strong>2 – Feuerlöscher in Aktion<br />
(http://www.youtube.com/watch?v=lEBfld5tIlo&feature=related)<br />
<strong>CO</strong>2-Feuerlöscher aus Soda und Zitronensäure herstellen<br />
(http://www.youtube.com/watch?v=Cbxwih3WhUo)<br />
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5. In <strong>CO</strong>2 klingen Töne dunkler<br />
Ziel<br />
Das Experiment zeigt, dass <strong>CO</strong>2 die Lautstärke und den Klang eines<br />
Tones verändert.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / 2 grosse Gläser / Küchentimer<br />
(oder Handy)<br />
Auftrag<br />
1. Verbinde einen Schlauch mit einem <strong>CO</strong>2-Sprudler<br />
2. Fülle ein grosses Glas vorsichtig mit <strong>CO</strong>2 und stelle das andere<br />
einfach daneben<br />
3. Schalte den Küchentimer ein (oder spiele mit dem Handy einen<br />
Klingelton ab) und stelle ihn (es) in das neutrale Glas<br />
4. Spiele anschliessend dasselbe Geräusch nochmals ab und stelle<br />
das Gerät in das mit <strong>CO</strong>2 gefüllte Glas<br />
Blindtest: Wer meint, dass er sich den Unterschied nur einbildet,<br />
kann einen Freund bitten, die Tassen so vor<strong>zu</strong>bereiten, dass er<br />
selbst nicht weiss, in welcher sich das <strong>CO</strong>2 befindet.<br />
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6. <strong>CO</strong>2 ist unsichtbar?<br />
Ziel<br />
Das Experiment zeigt, wie mit einfachen Mitteln <strong>CO</strong>2 als Gas sichtbar<br />
gemacht werden kann.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / Erlenmeyerglas / Hellraumprojektor<br />
oder starkes Sonnenlicht / Weisse Wand<br />
Auftrag<br />
1. Verbinde einen Schlauch mit einem <strong>CO</strong>2-Sprudler<br />
2. Fülle vorsichtig ein Erlenmeyerglas mit <strong>CO</strong>2.<br />
3. Stelle dich damit vor eine weisse Wand, so dass der Hellraumprojektor<br />
oder das Sonnenlicht Schatten wirft.<br />
4. Giesse das Glas dicht vor der Wand aus.<br />
5. Beim Ausgiessen solltest du Schlieren an der Wand sehen.<br />
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7. Der Treibhauseffekt erwärmt<br />
die Luft<br />
Ziel<br />
Das Prinzip des Treibhauseffektes bewirkt eine Erwärmung der Luft.<br />
Du lernst, wie dieser Effekt entsteht.<br />
Material<br />
2 Gläser / 2 Thermometer / Erde / Seranfolie<br />
im Winter: 2 Schreibtischlampen<br />
Auftrag<br />
1. Schichte in die beiden Gläser ca. 2 cm Erde ein.<br />
2. Stecke in jedem Glas 1 Thermometer in die Erde.<br />
3. Spanne über eines der beiden Gläser eine Seranfolie.<br />
4. Stelle nun die beiden Gläser an die pralle Sonne. Miss alle drei<br />
Minuten die Temperatur in beiden Gläsern und übertrage die<br />
Werte mit unterschiedlicher Farbe in den Graphen.<br />
Hinweis: Im Winter kann das Experiment auch unter zwei Schreibtischlampen<br />
durchgeführt werden. Die Erde soll vor dem Versuch<br />
Zimmertemperatur haben.<br />
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8. <strong>CO</strong>2 ist in deiner Atemluft<br />
Ziel<br />
Mit dem Experiment lässt sich einfach und plausibel nachweisen,<br />
dass die ausgeatmete Luft <strong>CO</strong>2 enhält.<br />
Material<br />
Grosses Erlenmeyerglas<br />
Glasrohr<br />
Kalkwasser<br />
Schutzbrille<br />
Auftrag<br />
1. Fülle in das Erlenmeyerglas etwa 2 cm hoch Kalkwasser ein.<br />
(SCHUTZBRILLE TRAGEN!!)<br />
2. Blase nun deine Atemluft vorsichtig mit dem Glasröhrchen in die<br />
Flüssigkeit unten im Erlenmeyer.<br />
3. Beobachte nach einer Weile die Flüssigkeit im Erlenmeyer. Was<br />
hat sich verändert?<br />
(Trübe Lösung nach Gebrauch in den Ablauf leeren!)<br />
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8. <strong>CO</strong>2 ist in deiner Atemluft<br />
Hintergrundinformationen<br />
Kalkwasser ist das klassische Reagens für den Nachweis von <strong>CO</strong>2. Das <strong>CO</strong>2 der Atemluft reagiert<br />
mit dem gelösten Calziumhydroxid (Ca(OH)2 <strong>zu</strong> schwer löslichem Kalk (Calziumcarbonat<br />
Ca<strong>CO</strong>3 ). Das schwer lösliche Calziumcarbonat trübt die Lösung und setzt sich nach einer Weile<br />
am Boden des Gefässes ab. Man spricht von einer "Ausfällung".<br />
Chemische Gleichung der Reaktion:<br />
<strong>CO</strong>2 + Ca(OH)2 � Ca<strong>CO</strong>3↓ + H2O<br />
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9. <strong>CO</strong>2 ist Pflanzenfutter<br />
Vertiefungsangebot<br />
für die weitere Bearbeitung des Themas in der Schule<br />
Ziel<br />
Das Experiment zeigt, dass manche Pflanzen mit mehr <strong>CO</strong>2 deutlich<br />
schneller wachsen und dass <strong>CO</strong>2 für die Pflanzen neben Wasser der<br />
wichtigste Stoff ist. Sie bauen daraus ihr Gewebe, das sie durch Photosynthese<br />
in Kohlenstoff und Sauerstoff zerlegen.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / 2 verschliessbare Gurkengläser<br />
/ 2 Schnapsgläser / 2 Minzestängel<br />
Auftrag<br />
4. Nimm 2 grosse, verschliessbare Gläser und gib in eines davon<br />
ein wenig <strong>CO</strong>2 aus dem Sprudler.<br />
5. Stelle in beide Gläser je ein mit Wasser gefülltes Schnapsglas<br />
hinein, in das du einen Minzestängel (ohne Blüten und braune<br />
Blätter) steckst.<br />
6. Verschliesse die Gläser und stelle sie an einen sonnigen und<br />
warmen Ort.<br />
Nach etwa drei Wochen sollte sich zeigen, dass das Pflänzchen im<br />
<strong>CO</strong>2 Gewächshaus sich besser entwickelt hat als dasjenige im normalen<br />
Luft-Gewächshaus.<br />
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9. <strong>CO</strong>2 ist Pflanzenfutter<br />
Hintergrundinformationen<br />
Der Minzeversuch hat eine lange, eindrucksvolle Tradition. Es waren nämlich die Minze und ihr<br />
Duft, die den britischen Forscher Joseph Priestley auf die Spur der Photosynthese brachten.<br />
Trotz der Entdeckung von Priestley hielt sich übrigens lange Zeit die Meinung, dass die Pflanzen<br />
den Kohlenstoff, den sie für den Aufbau ihrer Zellen benötigen (die Trockensubstanz einer<br />
Pflanze besteht <strong>zu</strong> 40% aus Kohlenstoff), aus dem Humus beziehen. Diese sogenannte Humustheorie<br />
wurde noch Ende des 19.Jahrhunderts vielfach vertreten. Sie hat auch einen wahren<br />
Kern. Denn durch die Zerset<strong>zu</strong>ngsprozesse im Erdboden entsteht <strong>CO</strong>2. In Bodennähe –<br />
auch in der Nähe von Waldboden – gibt es immer deutlich mehr <strong>CO</strong>2 als weiter oben.<br />
Tatsächlich wird in professionellen Gärtnereien - <strong>zu</strong>m Beispiel in Holland - <strong>CO</strong>2 systematisch<br />
<strong>zu</strong>r Düngung in Gewächshäusern eingesetzt. So werden besonders holländische Rosen gern<br />
mit <strong>CO</strong>2 gedüngt.<br />
© <strong>Naturama</strong> Aargau, Lernwerkstatt <strong>CO</strong>2 20 / 27
10. <strong>CO</strong>2 wird von Pflanzen umgewandelt.<br />
Dabei entsteht Sauerstoff<br />
Vertiefungsangebot<br />
für die weitere Bearbeitung des Themas in der Schule<br />
Ziel<br />
Dieses klassische Experiment zeigt auf, dass Pflanzen mit Hilfe von<br />
Licht Sauerstoff produzieren.<br />
Material<br />
<strong>CO</strong>2-Sprudler mit passendem Schlauch / grosse Glas (z.B. Gurkenglas)<br />
/ Wasserpflanze / Glastrichter / Reagenzglas / Zündhölzchen<br />
Auftrag<br />
1. Fülle ein grosses Glas mit Wasser und lege eine Wasserpflanze<br />
hinein<br />
2. Montiere im Glas über der Wasserpflanze einen Glastrichter,<br />
dessen Ende noch unter der Wasseroberfläche ist.<br />
3. Fülle dann ein Reagenzglas mit Wasser und schiebe es über die<br />
Trichtermündung, so dass dabei keine Luftbläschen entstehen.<br />
4. Stelle anschliessend das Glas an einen gut besonnten Platz und<br />
warte zwei bis drei Wochen bis sich das Reagenzglas mit Sauerstoff<br />
gefüllt hat.<br />
5. Überprüfe die Sauerstoffbildung, indem du ein glühendes Holzstück<br />
in das Reagenzglas hältst.<br />
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10. <strong>CO</strong>2 wird von Pflanzen umgewandelt. Dabei<br />
entsteht Sauerstoff<br />
Hintergrundinformationen<br />
Sauerstoff gab es nicht schon immer in<br />
der Atmosphäre. Vielmehr ist fast jedes<br />
Molekül Sauerstoff, das wir atmen, von<br />
Lebewesen, also von Pflanzen, Algen<br />
oder Bakterien in die Atmosphäre eingebracht<br />
worden.<br />
Besonders gut lässt sich die Sauerstoffbildung<br />
zeigen, indem ein abgeschnittener<br />
Zweig der Wasserpest (die man in<br />
jedem Aquaristik- oder Zoogeschäft erhält),<br />
kopfüber in ein mit Wasser gefülltes<br />
Glas gehalten wird. Damit er kopf-<br />
Sauerstoffmolekül – O2<br />
über bleibt, empfiehlt es sich, ihn mit einer<br />
Gabel fest <strong>zu</strong> halten. Wenn du das<br />
ganze an die Sonne stellst, dann beginnt an der Schnittstelle bald ein reizender Perlenstrom<br />
kleiner Bläschen. Das ist der bei der Assimilation frei werdende Sauerstoff.<br />
Wenn man die Pflanze in den Schatten stellt, wird die Perlenschnur alsbald dünner. Wenn<br />
man anstelle von normalem Leitungswasser gekochtes Wasser verwendet, also Wasser, aus<br />
dem <strong>CO</strong>2 entfernt wurde, dann sieht man keine Perlenschnur. Das <strong>zu</strong>vor angefügt Experiment<br />
zeigt, wie sich dieser Sauerstoff einfangen lässt.<br />
Animation <strong>zu</strong>r Fotosynthese<br />
(http://www.planet-schule.de/sf/php/mmewin.php?id=97)<br />
Hörsequenz <strong>zu</strong>r Atmung von Pflanzen<br />
(http://www.kindernetz.de/infonetz/thema/luft/fotosynthese/-<br />
/id=128294/nid=128294/did=128266/1nw2rxt/index.html)<br />
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11. Auch Pflanzen atmen<br />
Vertiefungsangebot<br />
für die weitere Bearbeitung des Themas in der Schule<br />
Ziel<br />
Wie existieren Pflanzen ohne Sonnenlicht bei Nacht? Schlafen sie<br />
einfach? Dieses Experiment zeigt, dass Pflanzen nachts wie wir Kohlenhydrate<br />
verbrennen und dabei <strong>CO</strong>2 abgeben.<br />
Material<br />
Wasserglas / Glas / Tellerchen als Deckel / Zündhölzchen / Crème<br />
oder Vaseline <strong>zu</strong>m abdichten / frisch gepflückte Grashalme<br />
Auftrag<br />
1. Lege in ein Glas etwas frisch abgeschnittenes Gras<br />
2. Verschliesse das Glas mit einem Teller<br />
3. Dichte die Fuge zwischen dem Teller und dem Glas mit etwas<br />
Vaseline oder Crème ab.<br />
4. Lass das Glas über Nacht stehen.<br />
5. Führe am nächsten Tag ein brennendes Streichholz in das Gefäss<br />
ein. Was stellst du fest?<br />
Die lebenden Grashalme verbrauchen nachts den Sauerstoff und<br />
produzieren <strong>CO</strong>2, was da<strong>zu</strong> führt, dass das Zündhölzchen erlischt.<br />
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12. In Sprudelwasser ist viel <strong>CO</strong>2<br />
drin<br />
Vertiefungsangebot<br />
für die weitere Bearbeitung des Themas in der Schule<br />
Ziel<br />
In einem Liter Sprudelwasser sind bis <strong>zu</strong> 4 Liter Kohlensäure enthalten.<br />
Dieser Versuch, bei dem alle Kohlensäure aufs Mal herausschäumt,<br />
zeigt dir, wie viel Volumen dieses <strong>CO</strong>2 in einer Sprudelwasserflasche<br />
einnimmt.<br />
Material<br />
Eine Literflasche Cola Light (!) / vier Mentos Bonbons<br />
Auftrag<br />
1. Nimm eine volle und verschlossene Sprudelflasche nach draussen.<br />
2. Öffne die Flasche und drücke vier Menthols-Bonbons auf einmal<br />
in die Flasche.<br />
3. Richte die Öffnung der Flasche von dir weg!<br />
Vorsicht: Diesen Versuch darfst du nur draussen durchführen!<br />
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12. In Sprudelwasser ist viel <strong>CO</strong>2 drin<br />
Hintergrundinformationen<br />
Mentos Kaudragees fallen in 2.400 2-Liter-Flaschen Cola light! Fotos: Andreas Klein/Annette Quast<br />
Quelle: http://www.koelntermine.info<br />
Am besten funktioniert das Experiment mit Cola Light, da in normaler Cola nicht so viel <strong>CO</strong>2<br />
gelöst ist. Da ist das Wasser durch den vielen Zucker schon mehr oder weniger gesättigt und<br />
kann kaum noch etwas aufnehmen. Und darauf sei nochmals hingewiesen:<br />
Der Versuch muss unbedingt draussen durchgeführt werden, da es sonst eine riesige Sauerei<br />
gibt!<br />
Im Internet finden sich viele Filme, in denen solche Fontänen <strong>zu</strong> sehen sind und es gibt Akrobaten,<br />
die <strong>zu</strong>gleich zehn oder zwanzig Colaflaschen zünden. Die untenstehenden Link<br />
verweisen auf Beispiele:<br />
Menthos und Cola Light – Show<br />
(http://www.youtube.com/watch?v=hKoB0MHVBvM)<br />
Cola-Menthos Hobby-Versuch<br />
(http://www.youtube.com/watch?v=yc2e1fq_euw&feature=related)<br />
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13. <strong>CO</strong>2 macht es warm<br />
Vertiefungsangebot<br />
für die weitere Bearbeitung des Themas in der Schule<br />
Ziel<br />
Der Versuch zeigt, dass das <strong>CO</strong>2 Licht in Wärmestrahlung umwandeln<br />
kann. Damit erwärmt <strong>CO</strong>2 die Luft. Dank des natürlich vorkommenden<br />
<strong>CO</strong>2, des Wasserdampfes und anderer Gase in der Atmosphäre,<br />
ist es für das Leben auf der Erde genügend warm. Das vom<br />
Menschen durch Abgase verursachte <strong>zu</strong>sätzliche <strong>CO</strong>2, erwärmt die<br />
Luft aber noch stärker, was <strong>zu</strong>r raschen Klimaerwärmung führt.<br />
Material<br />
2 Literflaschen Cola / 2 leere Zweiliter-Wasserflaschen aus Plastik /<br />
Schreibtischlampe mit 100- oder 150-Watt-Birne / scharfes Messer /<br />
2 Thermometer<br />
Auftrag<br />
1. Öffne eine der beiden Cola-Flaschen und lasse sie über Nacht<br />
offen stehen, damit das <strong>CO</strong>2 entweicht.<br />
2. Schneide von 2 leeren Zweiliter-Wasserflaschen mit dem Messer<br />
die oberen Teile ab, so dass zwei 20 cm hohe Behälter entstehen.<br />
3. Bringe in 8 cm Höhe mit einem Stift eine Markierung an.<br />
4. Bohre 5 cm über den Markierungen je ein kleines Loch in die Behälter.<br />
5. Fülle am nächsten Tag in den einen Behälter das inzwischen<br />
"stille" Cola und in den anderen das bisher verschlossen Cola bis<br />
genau <strong>zu</strong> den Markierungen auf.<br />
6. Nach 30 Minuten steckst du die zwei Thermometer in die beiden<br />
kleinen Löcher.<br />
7. Stelle die beiden Behälter unter die Lampe und knipse das Licht<br />
an.<br />
8. Lies 10 Minuten lang jede Minute die Temperatur an beiden<br />
Thermometern ab und trage diese in einer Tabelle ein.<br />
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13. <strong>CO</strong>2 macht es warm<br />
Hintergrundinformationen<br />
Die Sonne bestrahlt die Erde und erwärmt sie dabei. Das Licht, das sie aussendet, wird dabei<br />
von der Erdoberfläche <strong>zu</strong>m Teil in infrarote Strahlen (»Wärmestrahlung«) umgewandelt.<br />
Man kann sie normalerweise nicht sehen. Sie sind aber massgeblich für die Temperatur der<br />
Luft. Weil die Erde beständig infrarote Strahlen aussendet, ist die Luft in Erdnähe immer<br />
wärmer als die Luft in grösseren Höhen - wie man bei jedem Flug feststellen kann. Es gibt<br />
einige Phänomene, an denen sich die Existenz dieser unsichtbaren Wärmestrahlung bemerkbar<br />
macht. Geht man nach einem sonnigen Sommertag in einer Stadt spazieren, dann<br />
spürt man an manchen Mauern, die tagsüber in der Sonne gestanden haben, auch auf ein,<br />
Zwei Meter Entfernung noch deutliche Wärme. Auch im Winter kann man die Wärmestrahlung<br />
beobachten. So findet man an Frosttagen unter stehengebliebenen Gartenstühlen oder<br />
auch unter einem Trampolin, das im Garten steht, deutlich weniger Raureif auf den Gräsern<br />
als auf freien Flächen oder sogar überhaupt keinen. Die Ursache ist, dass die Trampolinfläche<br />
beziehungsweise die Sitzfläche der Stühle über dem Gras, in der Nacht den Wärmeverlust<br />
des Bodens reduzieren, sodass die Bodentemperatur unmittelbar unter diesen Dingen<br />
sowohl am Tag wie auch in der Nacht höher ist.<br />
ln der Atmosphäre gibt es nun mehrere Gase, die ebenfalls in der Lage sind, infrarote Strahlung<br />
<strong>zu</strong> absorbieren und dann wieder aus<strong>zu</strong>strahlen. Hier<strong>zu</strong> gehört in erster Linie der Wasserdampf,<br />
aber auch Spurengase wie <strong>CO</strong>2, Methan und andere leisten dies. Diese Gase bewirken<br />
<strong>zu</strong>sammen den sogenannten natürlichen Treibhauseffekt, ohne den die Temperatur<br />
auf der Erde bei minus 18 Grad Celsius läge. Er wird gesteigert durch den Anthropogenen<br />
Treibhauseffekt, der auf dem erhöhten, von Menschen verursachten <strong>CO</strong>2-Eintrag in die Atmosphäre<br />
beruht.<br />
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