Stärkegewinnung aus Kartoffeln

Transkript

1 Stärkegewinnung aus Kartoffeln Versuchsanleitung: Geräte: Chemikalien 1 Becherglas ( ml) 2 Kartoffeln* 1 Porzellanschale 1 Kunststoffschüssel* 1 Trichter 1 Kartoffelreibe* 1 Löffel* 1 Baumwoll- oder Leinentuch* 1 Messer* Experiment S1-Erz * Diese Geräte bzw. Chemikalien sind nicht im Experimentierkasten enthalten Durchführung: Die Kartoffeln werden gewaschen, geschält und fein in die Schüssel gerieben. Der Brei wird mit ca. 500 ml Wasser versetzt und gut gerührt. Nun wird der Brei durch das Tuch in ein Becherglas filtriert und gut ausgepresst. Das trübe Filtrat bleibt einige Zeit (ca. 5 min.) stehen, wird dann mit Wasser versetzt ( ml) und nach dem Absetzen vorsichtig vom Bodensatz abgegossen. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt bis der Bodensatz rein weiß ist. Die Stärke wird in einer flachen Schale oder auf einem Teller an der Luft getrocknet. Nach: St%E4rke. Beobachtungen / Deutung: Aus der geriebenen Kartoffel wird die Stärke durch Wasser herausgelöst. Der feste Anteil (Zellfasern etc.) wird durch Auspressen zurückgehalten. Aus der trüben Flüssigkeit setzt sich nach einiger Zeit die unlösliche Stärke wieder ab und kann durch Waschen mit Wasser aufgereinigt werden.

2 Ziele: - Die Kinder sollen erfahren, dass sie aus Kartoffeln Stärke herstellen können. - Die Kinder sollen erkennen, dass die Stärke erst getrocknet werden muss, bevor sie verwendet werden kann. Naturwissenschaftliches Handeln: - Die Kinder entwickeln Ideen, wie Stärke aus Kartoffeln gewonnen werden kann und folgen einer systematischen Versuchsanweisung. - Die Kinder beobachten und versprachlichen ihre Beobachtungen. Methodische Anregungen: - Die Kinder werden zu Forschern und sollen gemeinsam experimentieren. Hierbei ist es wichtig, mit den Kindern im Gespräch Ideen zu entwickeln und diese auszuprobieren. - Wir arbeiten bei den ersten Versuchsschritten mit Alltagsgeräten. So kann dann z.b. der durch Reiben gewonnene Kartoffelrieb zu Kartoffelpuffern verbacken werden (Lebensmittel sollten möglichst weiterverwendet werden). Bei den folgenden Schritten wird statt einer Schüssel ein großes Becherglas verwendet, damit die Kinder das Absetzen der Stärke besser beobachten können. - Die gewonnene Stärke kann weiterverwertet werden. Da die hergestellte Menge wahrscheinlich nicht ausreicht, muss für die weiteren Schritte käufliche Stärke dazugemischt werden.

3 Geheimschrift Experiment S2-Erz Versuchsanleitung: Geräte: Chemikalien 1 Becherglas 250 ml Stärkelösung (ca. 1g Kartoffelstärke* ml Wasser 1 Elektroheizplatte* aufkochen und wieder abkühlen (!!) lassen) 3 Pinsel oder Blumenspritzen* Natriumthiosulfatlösung (10%ig) 1 Fön* Lugolsche Lösung (Iodlösung) Stärkefreies, saugfähiges Papier* * Diese Geräte bzw. Chemikalien sind nicht im Experimentierkasten enthalten Durchführung: Stärkelösung mit feinem Pinsel auf Papier streichen (bzw. malen) und 5 min. eintrocknen lassen. Nun wird das Papier mit der Jodlösung besprüht (bzw. mit breitem Pinsel überstrichen). Ist das Papier wieder trocken (evtl. mit Fön bearbeiten), besprüht man (bzw. bestreicht mit dem Pinsel) das Papier (bzw. das "bemalte") mit der Natriumthiosulfatlösung. -bue/download/projekte%20im%20su%20-%20anteil%20chemie/ St%E4rke Beobachtungen / Deutung: Die Stärkelösung ist nach dem Eintrocknen praktisch nicht mehr zu sehen. Beim Übermalen mit Iodlösung entsteht eine tiefblaue bis violette Farbe, die wieder mit Natriumthiosulfatlösung entfärbt ( gelöscht ) werden kann.

4 Ziele: Die Kinder sollen erfahren, dass sie aus Kartoffelstärke mit Iodlösung eine Geheimschrift erstellen können. - Die Kinder sollen die verschiedenen Reaktionen des chemischen Vorgangs beobachten, um so die einzelnen Schritte des Experimentes nachvollziehen zu können. Naturwissenschaftliches Handeln: - Die Kinder sollen die Funktion der einzelnen Bestandteile und ihre Auswirkung auf die Herstellung einer Geheimschrift herausfinden. Methodische Anregungen: - Es ist beim 3.Arbeitsschritt zu beachten, dass die Natriumthiosulfatlösung nur auf die Stellen aufgetragen wird, die entfernt werden soll. Lassen Sie die Kinder vorher an einer unscheinbaren Stelle ausprobieren, damit es nicht zu Enttäuschungen kommt, wenn plötzlich ein ganz wichtiger Teil des Bildes verschwindet. - Der 3. Schritt (Natriumthiosulfatlösung) kann auch weggelassen werden. Es entsteht dann ein blau-violettes Bild auf einem bräunlichen Hintergrund. - Die meisten heute erhältlichen Papiersorten sind stärkefrei; sicherheitshalber sollte man testen, dass sich mit Iodlösung auf dem Papier keine Blaufärbung zeigt. Es eignet sich sehr saugfähiges Papier, z.b. sehr billiges Computerpapier; nicht geeignet ist normales Druckerpapier oder Zeichenblockpapier, da dies zu wenig aufsaugen kann. - Statt mit einer Blumenspritze kann die Iodlösung auch mit einem Schwamm aufgetupft werden oder ohne starkes Aufdrücken mit einem breiten Pinsel aufgetragen werden (dann muss die erste Auftragung jedoch in jedem Fall ganz trocken sein).

5 Stärkenachweis in Lebensmitteln Experiment S3-Erz Versuchsanleitung: Geräte: Chemikalien 6 Reagenzgläser Lugolsche Lösung (Iodlösung) 1 Reagenzglasständer verschiedene Lebensmittel* 2 Stopfen Mörser mit Pistill 1 Messer* 1 Becherglas 250 ml 1 Elektroheizplatte (Herd)* * Diese Geräte bzw. Chemikalien sind nicht im Experimentierkasten enthalten Durchführung: Die Nahrungsmittel werden im Mörser zerkleinert, und es werden kleine Mengen dieser Nahrungsmittel in jeweils ein Reagenzglas gegeben. Man füllt das Reagenzglas bis zu einem Drittel mit Wasser auf und schüttelt. Falls sich nicht alles gelöst hat, erhitzt man das Reagenzglas mit Inhalt in einem Wasserbad (Becherglas mit Wasser auf der Herdplatte). Man kühlt das Reagenzglas auf Zimmertemperatur (unter fließendem kaltem Wasser) ab. Dann werden die Proben mit je einigen Tropfen stark verdünnter Iodlösung versetzt. ( -dortmund.de/groups/dc-bue/download/projekte%20im%20su%20-%20anteil%20chemie/ St%E4rke) Beobachtungen: In der Tabelle werden die Ergebnisse notiert (vgl. Tab.) Positive Reaktion auf Stärke: +, negative Reaktion: - Anleitung für die Kinder: Karte Experiment S3-Ki

6 Ziele: - Die Kinder sollen experimentell feststellen, dass in z.b. Kartoffeln, Reis, Apfel, Mehl, Knäckebrot und Nudeln Stärke enthalten ist. - Die Kinder sollen erkennen, dass sich die Lösungen der Lebensmittel durch Zugabe der Iodlösung blau färben, wenn Stärke vorhanden ist. Die Intensität der Blaufärbung ist ein Maß für den Stärkegehalt Naturwissenschaftliches Handeln: - Die Kinder beobachten und entwickeln daraus Ideen für weitere Experimente. (In welchen anderen Lebensmitteln ist Stärke enthalten?) Sie können die Ergebnisse systematisieren, indem sie den Stärkegehalt der verschiedenen Lebensmittel evtl. in eine Tabelle eintragen. Methodische Anregungen: - Die Kinder können (an einem zweiten Experimentiertag) selbst mitgebrachte Lebensmittel untersuchen (einige wenige Krümel genügen! Hier sollte man mit den Kindern über den Umgang mit Lebensmitteln sprechen. - Wichtig ist, dass einige Lebensmittel bereitgestellt werden, die tatsächlich Stärke enthalten. - Denken Sie daran, beim Erhitzen der Reagenzgläser im Wasserbad den Stopfen abzune h- men. Die Flüssigkeit muss vor dem Testen mit Lugolscher Lösung wieder gut abgekühlt sein) - Bei vielen Lösungsmitteln lässt sich die Stärke bereits bei Zimmertemperatur herauslösen, ein Erhitzen ist nicht notwendig. Heißes Wasser aus der Thermoskanne geht auch. - Anstelle der Lugolschen Lösung kann man auch eine mit Wasser auf einen hellbraunen Farbton verdünnte Iodtinktur aus der Apotheke (z.b. Betaisodona) verwenden. Damit bietet sich auch die Möglichkeit, dass die Kinder das Experiment zu Hause mit ihren Eltern durchführen.

7 Herstellen von Stärkekleister Experiment S4-Erz Versuchsanleitung: Geräte: Chemikalien 1 Reagenzglas unlösliche Stärke (Kartoffelmehl)* 1 Stopfen 1 Becherglas 100 ml 1 Spatel 1 Glasstab 1 Elektroheizplatte* Durchführung: Im Reagenzglas werden ca. 4g unlösliche Stärke und 8 ml Wasser zu einem dünnen Brei geschüttelt, der anschließend unter ständigem Rühren in 20 ml siedendes Wasser gegossen wird. Anschließend werden Papierstücke mit dem Kleister zusammengeklebt. -bue/download/projekte%20im%20su%20-%20anteil%20chemie/ St%E4rke. Beobachtungen / Deutung: Die Stärke wird durch das Erhitzen zu einem zähen Brei, der beim Abkühlen zu einer klebfähigen Masse abkühlt. Der Kleister kann poröse Materialien zusammenkleben. Anleitung für die Kinder: Karte Experiment S4-Ki * Diese Geräte bzw. Chemikalien sind nicht im Experimentierkasten enthalten Ziele: - Die Kinder sollen experimentell ein günstiges Mischverhältnis von Stärke und Wasser herausfinden.

8 Naturwissenschaftliches Handeln: - Die Kinder experimentieren mit verschiedenen Mischverhältnissen und finden Möglichkeiten, die Qualität des Kleisters zu überprüfen. Methodische Anregungen: - Der Kleister sollte unbedingt in einem geschlossenen Gefäß und möglichst kühl (Kühlschrank) aufbewahrt werden, da er sonst verdirbt und zu stinken anfängt. - Mit dem hergestellten Kleister sollte man unbedingt gestalterisch tätig werden: Kleisterbilder machen - Überlegen Sie mit den Kindern, wozu Sie den Kleister verwenden wollen / können. Daran lässt sich die Konsistenz des Kleisters ausrichten, und die Kinder haben einen Maßstab, woran sie die Qualität messen können.

9 Herstellung einer Folie aus Kartoffelstärke Experiment S5-Erz Versuchsanleitung: Geräte: Chemikalien 1 Becherglas 250 ml Stärke* aus Versuch S1 1 Uhrglas als Abdeckung oder Kartoffelmehl* bzw. Maisstärke* 1 Glasstab (Mondamin) aus dem Supermarkt 1 Pipette Glycerinlösung (42 %ig) 1 Elektroheizplatte (Herd)* Lebensmittelfarbstoffe* 1 Briefwaage* * Diese Geräte bzw. Chemikalien sind nicht im Experimentierkasten enthalten Durchführung: 1. Etwa 4 g feuchte (oder 2,5 g trockene) Stärke werden in einem Becherglas in einer Mischung aus 20 ml Wasser und 2,5 ml Glycerinlösung (w = 42 %) aufgeschlämmt. Zur Färbung der Folie kann man auch noch 1-2 ml Lebensmittelfarbstofflösung zugeben. 2. Die mit einem Uhrglas abgedeckte Mischung wird in einem Wasserbad mindestens 15 min lang gekocht und dabei ab und zu gerührt. Danach sollte das heiße Gel noch so flüssig sein, dass es aus dem Becherglas fließt. Ansonsten kann man etwas Wasser zugeben. Dann muss die Mischung aber noch einmal aufgekocht werden. 3. Anschließend wird das heiße Gel mit Hilfe eines Spatels oder Glasstabs auf einer Klarsichtfolie (keine Glasplatte verwenden) verteilt. Zum Trocknen wird die Folie etwa zwei Stunden bei C im Backofen oder über Nacht bei Raumtemperatur gelagert. Die Stärkefolie kann dann von der Klarsichthülle abgezogen werden. -bielefeld.de/dc2/nachwroh/index.html

10 Beobachtungen: Das Gel muss so flüssig sein, dass es sich gleichmäßig verteilen lässt; die getrocknete Folie ist relativ reißfest und kann z.b. als Fensterschmuck verwendet werden. Variationsmöglichkeiten: - Statt Lebensmittelfarbe kann auch Rotkohlsaft verwendet werden - Zwei verschiedenfarbige Gele können miteinander vermischt werden - Es können Muster mit dem flüssigen Gel erzeugt werden Anleitung für die Kinder: Karte Experiment S5-Ki Ziele: - Die Kinder sollen erfahren, wie sie aus Kartoffelstärke eine Folie herstellen können. - Die Kinder sollen lernen, dass das Gel erst getrocknet werden muss, bevor es als Folie an das Fenster gehängt werden kann. Naturwissenschaftliches Handeln: - Die Kinder entwickeln Ideen, wie aus Kleister eine Folie werden kann und experimentieren hinsichtlich der Mengenverhältnisse und evtl. mit Farben. Methodische Anregungen: - U.U. ist es besser, den Kindern die Mengenangaben vorzugeben, damit sie ein Erfolgserlebnis haben. Dann könnten die Kinder mit dem Einfärben der Folie experimentieren. - Der Rand der abgezogenen Folie sollte mit einer Schere beschnitten werden, um zu dünne oder eingerissene Stellen zu entfernen und um dadurch weiteres Einreißen zu vermeiden. - Es bieten sich vielfältige Möglichkeiten des kreativen Umganges mit dem flüssigen Gel. Diese sind teilweise oben schon bei den Variationsmöglichkeiten angedeutet. Hervorragend lassen sich mit den Folien Fenster verzieren.

11 Knete selber machen Versuchsanleitung: Geräte: Chemikalien 1 große Rührschüssel* Mehl* 1 Holzlöffel* Salz* 1 Kochtopf* Speiseöl* 1 Tasse* Wasser* 1 Elektroheizplatte (Herd)* Lebensmittelfarben* 1 Dose zum Aufbewahren oder Frischhaltetüten * Experiment S6-Erz * Diese Geräte bzw. Chemikalien sind nicht im Experimentierkasten enthalten Durchführung: 1. 2 und eine halbe Tasse Mehl, eine halbe Tasse Salz und 1 Esslöffel Alaun werden in einer Rührschüssel vermengt und eine halbe Tasse Wasser, 1 Esslöffel Öl und ein wenig Lebensmittelfarbe werden im Topf erhitzt. Es darf nicht kochen! 3. Die heiße Flüssigkeit wird vorsichtig in die Schüssel gegeben, und alles muss kräftig mit dem Holzlöffel gerührt werden. 4. Man gibt noch etwas Wasser dazu, wenn die Knete bröckelt bzw. rührt noch etwas Mehl dazu, falls die Knete zu weich ist. 5. Die abgekühlte Masse wird vor dem Formen kräftig durchgeknetet. Man bewahre den Knetgummi in einer Dose oder einer Frischhaltetüte auf. Nach Beobachtungen / Deutung: Das Mehl gibt der Knete die Festigkeit, das Salz saugt auch Feuchtigkeit auf, Wasser und Öl machen die Knete weicher bzw. geschmeidiger. Alaun hat die Funktion ein Verderben der Knete zu verhindern.

12 Variationsmöglichkeiten: - Anstelle des Mehls kann auch Kartoffelstärke verwendet werden; dann wird die Knete sehr viel elastischer ( Flummi ); die trocknende Knete bröckelt jedoch sehr leicht. - Anstelle der Lebensmittelfarben kann man auch selbst hergestellte Farben (etwa aus F7) verwenden. Ziele: - Das Kind soll lernen, die Eigenschaften der Zutaten Mehl, Salz, Alaun, Öl und Wasser bewusst zu nutzen, um Knete herzustellen. Naturwissenschaftliches Handeln: - Die Kinder experimentieren hinsichtlich der Mengenverhältnisse und entwickeln ein Rezept. Methodische Anregungen: - Mit der selbst hergestellten Knete sollte unbedingt etwas geknetet werden. Dabei wird man jedoch feststellen, dass die Knete viel leichter rissig wird oder gar bröckelt. Darüber kann man ins Gespräch kommen über die Vorund Nachteile gegenüber käuflicher künstlicher Knete. - Damit die Kinder die Mischungsverhältnisse selbstständig ausprobieren können und so die Wirkungsweise der einzelnen Bestandteile erkennen können, sollten die Kinder zum Ausprobieren unbedingt kleinere Mengen verwenden. - Warmes Wasser kann man gut in einer Thermoskanne bereitstellen. - Bei diesem Versuch setzen wir bewusst keine chemischen Geräte ein, sondern verwenden Haushaltsgeräte. Auch hier kann man den Sinn chemischer Geräte besprechen. - Wenn man den Kindern die Anleitung vorher gibt, brauchen sie die vorgegebenen Zutaten, um die Anweisungen zu verstehen. - Man kann als Abschluss mit den Kindern aus einzelnen Zutatenkärtchen ein Rezept zusammenstellen.