In den Pfingstferien habe ich mir gestern mal wieder richtig Zeit genommen, mit meinem jüngeren Sohn intensiv zu experimentieren. Es hat uns beiden richtig Spaß gemacht. Alles drehte sich um Mehl und Puderzucker. Beide sehen sich zum Verwechseln ähnlich, aber die Geschmacksprobe ist eindeutig.
Erst ging es darum festzustellen, ob sich Mehl und Puderzucker in Wasser lösen. Im zweiten Schritt wollten wir wissen, ob wir Mehl und Puderzucker wieder aus dem Wasser herausholen können.
Es gab wahnsinnig viel zu tun, und wir haben dabei über Dichte, Schnee, Karamell, Bonbons, Mehlklumpen, Verdunstung, Fliehkräfte etc. gesprochen - gerade so wie die Fragen eben aufgetaucht sind.
Ein paar Eindrücke habe ich in den nachfolgenden Bildern festgehalten. Darüber hinaus habe ich versucht, unsere Forscherstunde in einer Experimentbeschreibung zusammenzufassen.
Was wird benötigt?
- Puderzucker
- Mehl (Weizen- oder Dinkelmehl)
- 2 Gläser – am besten identische – zu 2/3 mit Wasser gefüllt
- 1 leeres Glas
- 2 Teelöffel und 1 Esslöffel
- Filter und Filtertüte
- Teelicht und Feuerzeug
- ggf. Pipette
TEIL Nr. 1 – Lösen von Mehl und Puderzucker in Wasser
Wie gehen wir vor?
In ein Glas wird Puderzucker gefüllt, in das andere Mehl. Umgerührt wird zuerst nicht. Nach genauer Beobachtung wird in beiden Gläsern gerührt.
Was beobachten wir?
Es ist sehr interessant zu beobachten, wie der Puderzucker kurz auf dem Wasser schwimmt und dann auf den Boden des Glases rieselt. Auf dem Boden des Glases sind jetzt nahezu durchsichtige Zuckerkristalle erkennbar.
Auch das Mehl rieselt teilweise auf den Boden, ein anderer Teil verklumpt aber noch an der Wasseroberfläche und sinkt erst, wenn das Wasser jede Stelle des Klumpens erreicht hat.
Nach dem Rühren ist der Puderzucker im Glas verschwunden. Das Wasser im Glas ist nicht trüb.
Das Mehl wird im Glas herumgewirbelt und macht das Wasser sehr trüb. Viele kleine Mehlklumpen sind entstanden, die immer wieder auf den Boden sinken, wenn nicht mehr gerührt wird. Wenn wir eine längere Zeit warten, dann setzt sich viel Mehl unten am Boden ab. Man hat den Eindruck, dass das Wasser mit der Zeit etwas klarer wird.
Erklärung:
In den Zwischenräumen der Teilchen, aus denen trockenes Mehl und Puderzucker bestehen, ist Luft. Trockenes Mehl und trockener Puderzucker schwimmen auf Wasser. Wenn beide feucht sind, sind sie jedoch dichter als Wasser und sinken zu Boden.
Haushaltszucker und mithin auch Puderzucker lösen sich in Wasser auf (vgl. Was bedeutet "Lösen in Wasser"?)
Mehl löst sich dagegen nicht in Wasser, es vermischt sich mit Wasser – teilweise besser, teilweise schlechter. Mehl hat nämlich die Eigenschaft, zu einem Großteil mit Wasser zu verklumpen. Auch durch Rühren können die Klumpen in der Regel nicht vernichtet werden. Insbesondere die nicht verklumpten Mehlteilchen werden durch das Rühren aufgewirbelt und trüben das Wasser ein. Sie schweben im Wasser, sinken aber ganz, ganz langsam auf den Grund des Glases.
TEIL Nr. 2 – Trennen von Mehl und Wasser / Puderzucker und Wasser
Wie gehen wir vor?
- Mehl: Das Wasser/Mehl-Gemisch wird in einen Filter mit Filtertüte gegossen.
- Puderzucker: 2-3 Tropfen der Zuckerlösung werden auf einem Esslöffel über einem brennenden Teelicht erwärmt.
Was beobachten wir?
- Mehl: Aus dem Filter tropft langsam, aber stetig relativ klares Wasser. Das Mehl bleibt feucht im Filter zurück.
- Puderzucker: Dampf steigt auf, das Wasser wird weniger. Auf dem Löffel bildet sich eine braune zähflüssige Flüssigkeit, die erst angenehm, später eher herb duftet. Das Wasser ist in Form von Wasserdampf verschwunden.
Erklärung:
- Mehl: Mehl löst sich nicht im Wasser und lässt sich deswegen grundsätzlich auch wieder aus dem Wasser herausholen. Im Gegensatz zu z. B. Steinen ist Mehl aber sehr fein. Mehl lässt sich deswegen nicht durch Sieben aus dem Wasser herausfiltern. Hier wird etwas benötigt, was nur ganz kleine Löcher hat. Auf Filtertüten trifft das zu. Bei Mehl und Wasser findet auch durch Abwarten eine natürliche Trennung statt, wobei es sehr lange dauert, bis das Wasser weitestgehend klar geworden ist. Deswegen ist der Filter eine gute und schnelle Lösung, das Mehl vom Wasser zu trennen. Aber trotzdem bleiben kleine Schwebstoffe im Wasser zurück, die die Filtertüte nicht zurückhalten kann.
- Puderzucker: Der Puderzucker kann aus dem Wasser nicht herausgefiltert werden. Mittels Verdunstung kann der Zucker zurückgewonnen werden. Wobei der Zucker auf dem Teelöffel so heiß wird, dass er sofort karamellisiert. Je länger der Zucker karamellisiert, desto mehr nimmt der Zucker ein bitteres und nicht süßes Aroma an.
Anmerkungen:
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Puderzucker ist übrigens nichts anderes als gemahlener Zucker. Das können die Kinder auch gerne mal ausprobieren, indem sie im Mörser Haushaltszucker reiben. Der Puderzucker wird vielleicht nicht so schön wie gekaufter Puderzucker, aber das macht ja nichts.
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Gerade für den zweiten Teil kann es Sinn machen, dass Kinder zuerst alle Wege ausprobieren, mit denen eine Trennung stattfinden kann. Mit Hilfe eines Siebs können z. B. die großen Mehlklumpen schon mal herausgeholt werden. Bei der Mehltrennung bleibt feuchtes Mehl zurück. Um das Wasser hier herauszubekommen, sollte das Mehl einfach getrocknet werden. Wenn das Wasser weg ist, bleibt hartes, am Filter festklebendes Mehl zurück. Einzelne Brocken lassen sich herauskratzen.
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Wenn man als Alternative das Wasser in der Puderzuckerlösung an der Luft verdunsten lässt, dann entsteht kein Karamell. Es bleibt harter, klarer Zucker zurück, der wie eine Glasur auf dem Löffel liegt. Der Zucker erinnert auch nicht mehr an Puderzucker. Im Gegensatz zu Karamell schmeckt er aber auch süß. Das Salz aus einer Salzlösung kann man durch Erhitzen jedoch zurückgewinnen. Hier findet kein anderer Vorgang statt.
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