Dichteflaschen

In der Flasche schweben zwei verschiedenfarbige Kunststoffgranulate in der Mitte der Flüssigkeit. Wenn man die Flasche kräftig schüttelt, verteilen sich die Granulate gleichmässig in der ganzen Flüssigkeit. Dann sinkt das eine  Granulat zum Boden, das andere schwimmt oben auf. Nach kurzer Zeit beginnt das Granulat von der Oberfläche abzusinken, das Granulat vom Boden steigt auf. Am Schluss sammelt sich beide Granulat wieder in der Mitte der Flasche und der Vorgang kann von Neuem beginnen. Wie ist das möglich?

 

Erklärung

In der Flasche befinden sich zu etwa gleichen Teilen Kochsalzlösung mit einer Dichte von 1.19 g/cm3 und 2-Propanol mit einer Dichte von 0.78 g/cm3. Bedingt durch den Salzgehalt des Wassers  vermischen sich die beiden Flüssigkeiten nicht und bilden zwei Phasen. Die eine Sorte Granulat (weiss) ist Polyethylen mit einer Dichte von 0.95. Es schwimmt im Salzwasser, sinkt aber im 2-Propanol nach unten. Das andere Granulat ist Polystyrol mit einer Dichte von 1.05. Es schwimmt ebenfalls auf dem Salzwasser und sinkt im 2-Propanol. 

Wenn man die Flasche kräftig schüttelt, entsteht kurzzeitig ein Gemisch mit einer mittleren Dichte von etwa 1. In dieser Mischung schwimmt das Polyethylen oben auf, das Polystyrol sink ab. Nach kurzer Zeit trennen sich aber wieder zwei Phasen und Polyethylen und Polystyrol schweben an der (nicht sichtbaren)  Phasengrenze in der Mitte der Flasche.

Die Flaschen eignen sich im Themenkreis Zwischenmolekulare Kräfte und Mischbarkeit um die naturwissenschaftliche Arbeitsweise zu üben: beobachten, Hypothese aufstellen,Experimente ausdenken, überprüfen....

Dichteflasche
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Ich danke Stefan Bosshart, Kantonsschule Romanshorn, dass er mich auf dieses Experiment aufmerksam gemacht hat.