Versuch 97: Der Kristallbaum - Einleitung

Sicher sind vielen Lesern noch die YPS-Hefte vom Grunner und Jahr Verlag bekannt. Die in den 80ern und 90ern wöchentlich erscheinende Jugendzeitschrift bot regelmäßig interessante "Gimmicks" in ihren Ausgaben. Eines davon, welches mehrfach veröffentlicht wurde, weil es entsprechenden Absatz produzierte war der Wunderbaum mit selbstwachsenden Kristallen.

Der Experimental-Autor Michael Kratz stellt in seinem Buch "Das Blutwunder von Neapel", einen Forschungsauftrag an die Leser. Auch er hat sich mit dem Wunderbaum beschäftigt und versucht die Rezeptur heraus zu finden. Da die Yps-Hefte schon seit einiger Zeit nicht mehr herausgegeben wurden ein nicht einfaches Unterfangen; ihm ist die Rezeptur nicht gelungen. Verschiedene Lösungen unterschiedlicher Salze führten nicht zu den typischen Kristall-Wunderbäumen.

Des Rätsels Lösung (die der Zufall brachte) ist das Kaliumdihydrogenphosphat. In einer Konzentration von 200 Gramm/Liter zeigten sich die typischen „Schneekristalle“. Forschungsauftrag erfüllt! Viel Spaß beim nachmachen!

Sicherheitssymbole

Als Schülerversuch geeignet. Schutzbrille tragen! In den Abfall geben.

Chemikalien

  • Kaliumdihydrogenphosphat

Materialien

  • Uhrglas
  • Becherglas
  • saugfähige Pappe aus dem Bastelhandel

Durchführung

Zuerst ist Bastelarbeit gefragt. Aus Filterpapier werden zwei Baumhälften ausgeschnitten, die zusammengesteckt den stehenden Baum ergeben. Schöner sieht natürlich spezielles Kartonpapier aus dem Bastelhandel aus. Genaue Empfehlungen kann ich an dieser Stelle nicht machen. Das Papier sollte aber sehr saugfähig sein. Aquarellpapier eignet sich nicht.

Durch auf das Papier aufgetragene, wasserlösliche Farben lassen sich die später entstehenden Kristalle einfärben.

Man setzt eine frische 20%ige Kaliumdihydrogenphosphatlösung an, indem man 20g Salz auf 100mL Wasser löst. Nach meinen Erfahrungen muss dazu die Lösung leicht erwärmt werden. In einem Fall löste sich nicht die gesamte Menge des Salzes. Die gefilterte Lösung brachte dennoch ein gutes Kristallwachstum.

Von der entstandenen Lösung werden, je nach Baumgröße, einige Milliliter auf ein Uhrglas gegeben und der gebastelte Baum darauf gestellt. An einem warmen Ort bilden sich schon nach einer halben Stunde erste Kristalle. Nach 3-7 Stunden ist das Kristallwachstum abgeschlossen. Der Baum ist nach dem Auskristallisieren sehr empfindlich und sollte deswegen möglichst wenig bewegt werden.

Entsorgung

Die entstandenen Kristalle können vom Baum entfernt und wiederverwertet werden. Ansonsten kann der Wunderbaum in den Abfall gegeben werden.

Ergebnisse

Der Vorgang, der hinter dem Wachstum der Kristalle steht ist die Kristallisation. Dazu ein Beispiel: Salze lösen sich in Wasser. Das kennt jeder aus dem Alltag vom Kochsalz.

Ab einem bestimmten Punkt nimmt das Wasser kein Salz mehr auf. Das überschüssige Salz fällt als Bodensatz aus, bzw. löst sich nicht weiter auf. Erhitzt man Wasser löst sich in der Regel mehr Salz als vorher, das beim Abkühlen aber wieder ausfällt.

Lässt man ein Glas mit Salzwasser einige Tage auf der Heizung stehen verdunstet das Wasser und Salzkristalle bleiben übrig. Hat man also eine gesättigte Salzlösung kann das Wasser kein Salz mehr aufnehmen. Verdunsten Teile des Wassers in die Umgebung wird die Lösung konzentrierter. Das Weniger an Wasser kann das Salz nicht mehr komplett aufnehmen und so fällt ein Teil des Salzes aus der Lösung aus.

Dieser Teil findet sich zu Kristallen zusammen, denn das ist die ursprüngliche Struktur des festen Salzes. Bei jedem Salz kann man unter dem Mikroskop unterschiedliche Kristallstrukturen erkennen. Je mehr Wasser verdunstet, desto mehr Salz fällt aus und desto größer werden die Kristalle.

Bei dem Wunderbaum nutzt man diese und weitere Vorgänge. Die Wasser/Salz-Lösung wird durch Kapillarkräfte in das Papier des Baumes hochgezogen und verteilt sich dort. Die Oberfläche, auf der das fein verteilte Wasser nun verdunsten kann ist hier noch größer, als im Glas aus obigen Beispiel. Wo das Wasser verdunstet findet das Kristallisieren statt. Neues Salzwasser zieht nach und der Vorgang wiederholt sich.

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