Experiment met olie en ijs

Een paar weken geleden verkenden we het principe dichtheid al bij het sinaasappelexperiment. Dit weekend deden we een klein experiment met olie en ijs om zichtbaar te maken wat dichtheid precies is. Dit scheikundige begrip is best ingewikkeld; zeker voor kleuters. Wanneer je het echter visualiseert, kunnen zelfs jonge kinderen al intuïtief beredeneren wat er gebeurt. (En dat het tevens een prachtig schouwspel oplevert, is natuurlijk mooi meegenomen!)

Persoonlijk vind het ik zonde dat er op het lager onderwijs weinig aandacht wordt besteed aan dit soort wetenschappelijke experimenten. Experimenteren is één van de vaardigheden van de 21e eeuw. Het dwingt kinderen om de grenzen van de logica te verkennen. Op die manier leert een kind de wereld om zich heen begrijpen. Dit alles gaat niet vanzelf. Je leert immers door het te doen en zodoende verwerf je een nieuwe vaardigheid. Juist de natuurlijke nieuwsgierigheid en gretigheid van kleuters maakt het experimenteren met deze leeftijdsgroep erg leuk. Ze zijn nog zo puur en enthousiast.

Benodigdheden:

  • zonnebloemolie
  • water
  • voedingskleurstof (bijvoorbeeld blauw of groen)
  • ijsblokjesvorm
  • glazen pot of groot glas

De meeste ingrediënten heb je waarschijnlijk al in huis. Ideaal! Zorg er voorafgaande aan dit experiment voor dat je gekleurde ijsblokjes in de vriezer hebt liggen. Die maak je heel gemakkelijk met behulp van een paar druppeltjes voedingskleurstof. Ik gebruikte groene kleurstof maar achteraf bezien had ik voor een nog spectaculairder effect beter blauwe kleurstof kunnen gebruiken. Kies in ieder geval voor een donkere, contrasterende kleur.

Vul een glazen pot voor ongeveer 3/4 met water. Voeg vervolgens een flinke scheut zonnebloemolie toe. Wacht met het toevoegen van de gekleurde ijsblokjes tot de olie bovenop het water drijft. Wij deden er in eerste instantie drie ijsblokjes bij en voegde er een minuut later nog twee aan toe. De ijsblokjes zullen blijven hangen in de laag zonnebloemolie. Ze zinken dus niet naar de bodem zoals mijn oudste zoon had verwacht. Na een paar minuten zal het ijs beginnen te smelten. In eerste instantie zul je heel voorzichtig sliertjes groen water door de olielaag heen zien breken. Later komen er steeds meer felgroene slierten in het water. Het lijkt net vuurwerk! Ondertussen kleurt het water steeds groener en groener.

Hoe zit het met de wetenschap achter dit experiment? Wel, de dichtheid van vloeibaar water is ongeveer 1 g/cm³ terwijl de dichtheid van zonnebloemolie ongeveer 0,93 g/cm³ is. Omdat de dichtheid van zonnebloemolie lager is, blijft het bovenop het water drijven. Ondanks dat ijs niets anders is dan bevroren water heeft het wel een andere dichtheid; ongeveer 0,92 g/cm³. Daarom drijft het ijs dus in de olielaag. Als het smelt – en het dus verandert in vloeibaar water – wordt de dichtheid hoger en daardoor zakt het als het ware door de olie heen naar beneden.

Dit effect wordt nog eens versterkt doordat olie hydrofoob is. Dat wil zeggen dat deze moleculen zich niet aangetrokken voelen tot water en dus geen verbinding aan gaan met watermoleculen. De oorzaak hiervan ligt op moleculair niveau; water is namelijk een polaire verbinding. Polaire verbindingen gaan graag verbindingen aan met andere polaire verbindingen. Olie is daarentegen een apolaire verbinding. Tussen polaire verbindingen en apolaire verbindingen bestaat geen moleculaire aantrekkingskracht en zodoende blijven water en olie van elkaar gescheiden. (Overigens kun je dit ondervangen door een emulgator te gebruiken maar daar zal ik niet verder over uitweiden…)

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Bewaren

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *