Öl und Wasser Experiment: Warum sie sich nicht mischen

Küchenexperiment

Schütteln, rühren und zusehen, wie es sich wieder trennt

Öl ist leichter als Wasser und mischt sich nicht mit ihm, deshalb schwimmt es als Schicht oben. Schüttelt man beides, wird es trüb und trennt sich dann wieder. Mit Eigelb, Senf oder Spülmittel bleiben die winzigen Tröpfchen gemischt: eine Emulsion, wie Mayonnaise.

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Ab 4 Jahren
20 Minuten
Mit einem Erwachsenen

Gemalte Illustration: Der Maler schüttelt ein Glas, daneben ein Glas mit goldenem Öl auf blauem Wasser, ein Glas cremige Mayonnaise, ein Eigelb und Senf.

Auf einen Blick

Alter

4 bis 10

Dauer

20 Minuten, plus ein Tag für das Trocknungsrennen

Sauerei

Mittel: ölig, also ein Tablett nehmen

Erwachsene nötig

Ja, für das Ei und das Aufräumen

Du brauchst

Speiseöl, Wasser, ein Schraubglas, Senf oder Spülmittel (günstig)

Bildschirm / in echt

Beides

In Extrem Malen

Wähle in Extrem Malen (Extreme Drawing) im Bereich Küche das Speiseöl: gießen oder tropfen lassen. Gieß vorher etwas Wasser aus (Wasser im Bereich Badezimmer) und gib das Öl darauf: Es schwimmt als goldener, glänzender Film, der sich auf dem Wasser weiter und dünner ausbreitet als auf dem Papier. Tropfst du Wasser auf Öl, das auf dem Papier liegt, rutscht das Wasser darunter, und das Öl kommt nach oben.

Dann bring es zum Mischen:

Salatsoße. Gieß eine kleine Pfütze Wasser, tropf Essig hinein (Experimente), gieß etwas Öl darauf und rühr mit dem Finger (der Hand) im Kreis. Es wird trüb, und nach ein, zwei Minuten liegt das Öl wieder als Schicht oben.
Mayonnaise. Schlag ein Ei auf (Küche), gieß Öl aufs Eigelb und rühr. Nur aufgegossen liegt das Öl einfach da; eingerührt wird es zu einer hellen, cremigen Masse, die hält. Senf (Quetschflasche) oder ein Tropfen Spülmittel (Experimente) halten es auch zusammen.
Fettfleck. Lass Öl auf leerem Papier liegen, und es zieht als dunklerer, durchscheinender Fleck ein. Wasser und Schwamm kriegen ihn nicht weg; Spülmittel, Wasser, Reiben und der Schwamm schon.
Das Trocknungsrennen. Gieß zwei Pfützen und gib auf eine davon Öl. Die ohne Öl trocknet; die unter dem Öl bleibt nass.

Geschmolzene Butter und Kerzenwachs schwimmen wie Öl auf dem Wasser und werden beim Abkühlen zu einer Haut.

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Gemalte Illustration: Der Maler riecht hinter einer Arbeitsplatte an einer Zitrone, vor ihm Ketchup, Senf, Honig, ein Ei, Öl, Butter, Mehl, Salz, Streusel und ein Nudelholz.

In echt: das Glas, die Mayo und das Papier

Du brauchst

Ein durchsichtiges Schraubglas mit dicht schließendem Deckel
Wasser, mit einem Tropfen Lebensmittelfarbe gefärbt
3 bis 4 Esslöffel Speiseöl
1 Teelöffel Senf oder einen Spritzer Spülmittel
Für Mayonnaise: 1 Eigelb (pasteurisiert, wenn jemand probieren will), einen Schneebesen und eine Schüssel
Ein Blatt Küchenpapier oder eine braune Papiertüte
Zwei Untertassen

Warum man nie Wasser auf heißes Öl gibt

Schichten
Füll das Glas zu einem Drittel mit gefärbtem Wasser und gieß dann das Öl dazu. Wohin geht das Öl?
Kräftig schütteln
Deckel fest zuschrauben und 20 Sekunden schütteln. Es wird trüb. Stell es ab und stopp die Zeit, bis es sich wieder in zwei Schichten getrennt hat.
Einen Helfer dazugeben
Gib Senf oder Spülmittel dazu und schüttel noch einmal. Bleibt es diesmal länger gemischt?
Mayonnaise rühren (mit einem Erwachsenen)
Schlag das Eigelb mit dem Senf in einer Schüssel auf. Gib das Öl erst tropfenweise, dann in einem dünnen Strahl dazu und rühr dabei ständig. Es wird dick und hell.
Der Fettfleck-Test
Setz einen Tropfen Öl und einen Tropfen Wasser nebeneinander aufs Küchenpapier. Halte es nach 10 Minuten gegen das Fenster: Der Wasserfleck ist getrocknet, der Ölfleck scheint noch durch.
Das Trocknungsrennen
Füll beide Untertassen mit gleich viel Wasser. Lass auf einer ein paar Tropfen Öl schwimmen. Stell beide für ein, zwei Tage auf die Fensterbank. Welche trocknet zuerst?

Warum es funktioniert

Für Kinder: Wasser hält viel lieber an Wasser fest als an Öl, deshalb drückt es das Öl weg, und weil das Öl leichter ist, schwimmt es nach oben. Eigelb, Senf und Spülmittel haben ein Ende, das Wasser mag, und eins, das Öl mag. Sie wickeln sich um winzige Öltröpfchen und halten sie auseinander, deshalb kann sich die Mischung nicht mehr trennen.

Für Erwachsene: Wassermoleküle sind polar und halten über Wasserstoffbrücken zusammen; Öl ist unpolar, deshalb trennen sich die beiden, und Öl (etwa 0,92 g/cm³) schwimmt auf Wasser (1,00 g/cm³). Schütteln zerteilt das Öl in Tröpfchen, eine vorübergehende Emulsion, aber die Tröpfchen fließen bald wieder zusammen (Koaleszenz). Ein Emulgator setzt sich an die Grenzfläche zwischen Öl und Wasser und verhindert das: Lecithin im Eigelb, Stoffe aus der Senfsaat, Tenside im Spülmittel. Mayonnaise ist eine Öl-in-Wasser-Emulsion, die zu etwa drei Vierteln aus Öl besteht. Ein Fettfleck wirkt durchscheinend, weil das Öl die Luftlücken zwischen den Papierfasern füllt und das Licht hindurchgeht, statt gestreut zu werden. Und ein Ölfilm bremst das Verdunsten, weil das Wasser darunter nicht mehr an die Luft kommt.

Im Spiel hat jedes Material ein Gewicht für seine Größe und einen Wert dafür, wie sehr es Wasser meidet, und die Emulgatoren haben eine Stärke. Für Mayonnaise ist nichts extra programmiert: Sie ergibt sich aus diesen Zahlen.

Weiterforschen: erst vermuten, dann testen

Welcher Helfer hält am besten?

Schüttel drei Gläser: eins mit Senf, eins mit Spülmittel, eins ohne alles. Welches bleibt am längsten trüb?

Wohin geht die Lebensmittelfarbe?

Tropf Lebensmittelfarbe auf die Ölschicht. Bleibt sie im Öl oder sinkt sie ins Wasser?

Welches Papier zeigt Fett am besten?

Küchenpapier, Druckerpapier oder eine braune Papiertüte: Welches wird am durchscheinendsten?

Warmes oder kaltes Wasser?

Trennt sich das geschüttelte Glas mit warmem Leitungswasser schneller oder mit kaltem Wasser aus dem Kühlschrank?

Für Lehrkräfte

Öl und Wasser passt im Sachunterricht zur naturwissenschaftlichen Perspektive des Perspektivrahmens (GDSU), bei Stoffen und ihren Eigenschaften: Welche Stoffe mischen sich, welche trennen sich wieder, was schwimmt oben? Geschmolzene Butter und Wachs, die auf Wasser zu einer Haut erstarren, passen außerdem zu den Aggregatzuständen.

Unterrichtsidee: Aggregatzustände

Fragen zu Öl und Wasser

Warum mischen sich Öl und Wasser nicht?

Wassermoleküle halten viel stärker aneinander fest als am Öl, deshalb drängen sie das Öl hinaus. Schütteln zerteilt das Öl nur für ein, zwei Minuten in Tröpfchen.

Warum schwimmt Öl auf Wasser?

Öl hat eine geringere Dichte: Ein Liter Speiseöl wiegt etwa 920 Gramm, ein Liter Wasser etwa 1.000 Gramm, deshalb steigt das Öl nach oben.

Womit kann man Öl und Wasser mischen?

Mit einem Emulgator wie Eigelb, Senf oder Spülmittel. Er umhüllt die winzigen Öltröpfchen, sodass sie im Wasser verteilt bleiben, statt wieder zusammenzufließen.

Besteht Mayonnaise aus Öl und Wasser?

Ja. Sie besteht aus Öltröpfchen im Wasser aus Eigelb und Essig oder Zitronensaft, die vom Lecithin aus dem Eigelb auseinandergehalten werden.

Warum macht Öl Papier durchsichtig?

Das Öl füllt die winzigen Luftlücken zwischen den Papierfasern, sodass das Licht geradewegs hindurchgeht, statt hin und her geworfen zu werden. Wasser macht das auch, aber es trocknet; Öl bleibt.