Experiment: drinken met ijsklontjes

Het is warm! Het is zelfs zo warm dat we het een hittegolf noemen. Dat betekent dat de temperatuur minstens vijf dagen hoger is dan 25°C en minstens drie dagen achter elkaar hoger dan 30°C.

Om je drinken lekker koud te maken, kun je er ijsklontjes in doen. Maar die ijsklontjes drijven! Hoe wordt je drinken dan kouder aan de onderkant? Dat gaan we testen.

Dit heb je nodig:

• doorzichtige beker of glas
• water
• plantaardige olie
• ijsklontjes

Dit moet je doen:

Stap 1: Doe een laag olie in het glas van ongeveer twee centimeter dik. Vul dan het glas aan met water, maar niet helemaal tot de rand!

Stap 2: Observeer wat er gebeurt met de olie en het water. Blijft de olie op de bodem?

Stap 3: Doe de ijsklontjes erbij en wacht tot ze smelten. Blijf goed kijken wat er gebeurt, het is de moeite waard!

afbeelding via SteveSpanglerScience.com

Dit gebeurt er:

De olie blijft niet op de bodem, maar drijft bovenop het water. Olie heeft een kleinere dichtheid dan water. Dat betekent dat één lepel olie lichter is dan één lepel water. Olie en water mengen ook niet en daarom vormen ze laagjes op elkaar. De ijsklontjes zijn gemaakt van bevroren water, maar toch blijven ze drijven op olie. IJs is een soort kristal. In een kristal zitten de moleculen allemaal op dezelfde manier aan elkaar vast en dan hebben ze meer ruimte nodig dan in een vloeistof. Als je één lepel water bevriest, verandert het in meer dan een lepel ijs! Hetzelfde spul heeft nou meer ruimte nodig en één lepel ijs is lichter dan één lepel water of een lepel olie. Je zou met allerlei stofjes kunnen testen of ze een grotere dichtheid hebben (dan zinken ze) of een kleinere dichtheid (dan drijven ze). Dan moet je wel opletten dat ze niet door elkaar mengen.

Extra:

Als je ijs is gesmolten, heb je een glas met een laag water onderin en olie bovenop. Wat zou er gebeuren als je die in de vriezer zet en dan weer laat ontdooien? Test het maar eens en laat het ons weten!

Vulkaan in een theeglas

Veel vulkaanmodellen maken gebruik van een chemische reaktie voor de uitbarsting. In het echt werkt het anders:
Door de warmte van het binnenste van de aarde geeft extra energie aan de moleculen van de gesmolten steen. Die energie wordt omgezet in beweging en al die bewegende deeltjes, de moleculen, gaan steeds sneller bewegen. Die snel bewegende moleculen botsen steeds harder tegen elkaar en tegen de niet-gesmolten steenlaag, waardoor ze op het zwakste punt door die laag heen kunnen breken.

tekening van vulkanisme.nl

Met het experiment hieronder kun je precies zien hoe het werkt, want de reaktie is hetzelfde.

Dit heb je nodig:

• theeglas
• water
• zand
• was (niet uit de wasmand, maar van een kaars)
• warmtebron (gloeilamp, kaarsvlam, warmteplaatje)
• volwassen assistent

Dit moet je doen:

Stap 1: Laat je volwassen assistent een kaars smelten in het theeglas, zodat je onderin een laag was van een centimeter hebt. De was moet afkoelen en stollen voordat je verder gaat met de volgende stap.

Stap 2: Giet zand in het glas, zodat er een flinke laag op de was ligt. Giet dan water in het glas tot ongeveer twee centimeter onder de rand.

Stap 3: Houd het glas boven een warmtebron, zoals een kaarsvlam (gevaarlijk!) of een gloeilamp (veiliger).

Dit gebeurt er:

Door de warmte zal de was gaan smelten. Als de was warm wordt, wil de gesmolten was drijven op het water, maar het wordt tegengehouden door het zand. Net zoals lava wordt tegengehouden door de aarde erboven, kan het er alleen uit als er een zwakke plek is. Op de zwakste plek zal je 'lava' door het zand heen breken. Net als bij een echte vulkaan wordt eerst de grond omhoog geduwd, dan spuit de lava eruit en bovenin het water (de 'lucht') vormt zich een laag was. In het echt is er een rookwolk die zich op grote hoogte verspreid door de atmosfeer.

Test de dichtheid van water in vloeibare vorm en in vaste vorm!

Met het experiment hieronder kun je de 'dichtheid' van water testen, vergeleken met olie. Dichtheid heeft te maken met de allerkleinste deeltjes van een stof en hoe dicht die bij elkaar zitten. Die kleine deeltjes, de moleculen, zitten meestal vast tegen elkaar aan in een vaste stof en ze kunnen langs elkaar bewegen in een vloeistof.
In een vaste stof zitten de deeltjes dichter tegen elkaar, dus heeft die stof een hogere dichtheid dan wanneer die stof smelt en verandert in een vloeistof. Daarom zinken dingen met een hoge dichtheid door vloeistoffen met een lage dichtheid. Nu gaan we testen of dat ook zo is met water en ijs in een dubbel experiment!

Dit heb je nodig:
- een maatbeker
- een glas
- twee ijsblokjes (of ijspegels)
- olie (bijvoorbeeld zonnebloemolie)
- water

Dit moet je doen voor het eerste gedeelte:
Stap 1:
Doe het ijsblokje in de maatbeker. Giet water bij het ijsblokje, tot die net onder het water komt. Als het blokje blijft drijven, houd je hem onder met je vinger. Noteer hoeveel water er in de maatbeker zit.

Stap 2:
Laat het blokje los en wacht tot deze helemaal gesmolten is. Meet nu hoeveel water er in de maatbeker zit.

Dit gebeurt er:
De watermoleculen in het ijs zitten in een kristalvorm. De moleculen passen in het ijsblokje precies op elkaar, maar hebben meer ruimte nodig dan de moleculen die vrij kunnen bewegen in het vloeibare water. De dichtheid van ijs is dus lager dan de dichtheid van water! Als het goed is heb je dit gemeten in de beker - het ijsblokje had meer ruimte nodig dan het gesmolten water. Het leek waarschijnlijk alsof er minder in de beker zat bij de tweede meting.

Dit moet je doen voor het tweede gedeelte:
Stap 1:
Vul je glas voor de helft met olie. Denk je dat een ijsblokje in olie blijft drijven? Doe je ijsblokje in het glas met de olie.

Stap 2:
Observeer (kijk goed) wat er gebeurt als het blokje smelt!

Dit gebeurt er:
We hebben al getest dat ijs een lagere dichtheid heeft dan water. Dat komt omdat de moleculen verder uit elkaar staan in ijs dan in water. Nu heb je gezien dat ijs zelfs een lagere dichtheid heeft dan olie! Maar als het ijs smelt, zinken de druppels door de olie naar beneden. Het water heeft een hogere dichtheid dan olie!

Wil je eens iets nieuws proberen? Bevries maar eens wat olie en probeer dit experiment met bevroren olieblokjes! Je krijgt dan hele andere resultaten... Laat ons weten wat er gebeurt en je kunt een Mad Science goodybag winnen!!!