Extrem Malen

Papierchromatographie für Kinder: die Farben im Schwarz

Küchenexperiment

In schwarzer Tinte verstecken sich andere Farben

Schwarzer, wasserlöslicher Filzstift ist eine Mischung aus Farbstoffen. Gibst du Wasser auf einen Punkt, kriecht es durchs Papier nach außen und nimmt jeden Farbstoff unterschiedlich schnell mit. So zerfällt das Schwarz in Ringe aus Blau, Rosa und Gelb.

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  • Ab 5 Jahren
  • 20 Minuten
  • Wenig Sauerei
Gemalte Illustration: Papierstreifen und ein Kaffeefilter stehen in Gläsern mit Wasser, schwarze Filzstiftpunkte sind zu blauen, rosa und gelben Bändern auseinandergelaufen; der Maler schaut zu.

Auf einen Blick

Alter
5 bis 10 (Jüngere mit Hilfe)
Dauer
Etwa 20 Minuten
Sauerei
Gering: etwas Wasser und Tinte
Erwachsene nötig
Nur zum Schneiden und Aufhängen der Streifen
Du brauchst
Schwarzen wasserlöslichen Filzstift, Kaffeefilter oder Küchenpapier, ein Glas Wasser (fast umsonst)
Bildschirm / in echt
Beides

In Extrem Malen

Wähle in Extrem Malen (Extreme Drawing) in der Zeichenleiste den Filzstift, nimm Schwarz und mach einen dicken Punkt. Dann wähle Wasser im Bereich Badezimmer, nimm Tropfen und lass einen Tropfen genau auf den Punkt fallen.

Der Tropfen zieht durch die Papierfasern nach außen und nimmt die Tinte mit. Beim Trocknen siehst du einen leuchtend blauen Ring am Wasserrand, ein rosa Band in der Mitte und ein gelb-oranges Zentrum, so wie es schwarzer wasserlöslicher Filzstift auf echtem Papier macht. Kein Farbstoff verschwindet: Er wurde nur sortiert.

Das klappt, weil die Farbstoffe eines Filzstifts an den Papierfasern haften, jeder unterschiedlich stark: Das Blau lässt am leichtesten los und wandert am weitesten, das Rosa weniger, und das Gelb bewegt sich kaum. Lebensmittelfarbe und Tintentropfen haften nicht, sie breiten sich mit dem Wasser als eine Farbe aus. Setz einen Tropfen Lebensmittelfarbe neben deinen Filzstiftpunkt und vergleiche.

Noch mehr zum Ausprobieren: andere Filzstiftfarben (welche zerfallen?), eine Reihe Punkte entlang einer Linie oder eine Filzstiftzeichnung auf Papier, das schon nass ist. Wachsmalstift und Buntstift laufen gar nicht: Ihr Wachs hält das Wasser ab.

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Gemalte Illustration: Der Maler malt einen Regenbogen in Wasserfarbe, der ins nasse Papier verläuft, daneben Wachsmalstifte, Filzstifte, ein Malkasten und ein Regenbogenbild eines Kindes.

In echt: Chromatographie mit dem Kaffeefilter

Du brauchst

  • Einen schwarzen, wasserlöslichen Filzstift (kein Permanentmarker)

  • Weiße Kaffeefilter, Küchenpapier oder Löschpapier

  • Eine Schere und einen Bleistift

  • Ein Glas mit etwas Wasser

  • Klebeband oder eine Wäscheklammer

  • Andere wasserlösliche Farben zum Vergleichen (Braun, Grün und Lila sind gut)

  1. Einen Streifen schneiden

    Schneid aus dem Kaffeefilter einen Streifen, etwa 3 cm breit und etwas länger, als dein Glas hoch ist.

  2. Den Start markieren

    Zieh 2 cm über dem unteren Rand einen Bleistiftstrich. Bleistift läuft nicht, er stört den Test also nicht. Mach einen dicken Filzstiftpunkt auf den Strich.

  3. Etwas Wasser einfüllen

    Gieß etwa 1 cm Wasser ins Glas. Das Wasser muss unter dem Punkt bleiben.

  4. Den Streifen aufhängen

    Kleb das obere Ende des Streifens an einen Bleistift, der quer über dem Glas liegt, sodass das untere Ende gerade ins Wasser taucht und der Punkt darüber bleibt.

  5. Den Farben beim Klettern zusehen

    In 5 bis 10 Minuten kriecht das Wasser hoch, und die Farben ziehen sich auseinander. Nimm den Streifen heraus, bevor das Wasser oben ankommt.

  6. Trocknen und vergleichen

    Leg den Streifen flach zum Trocknen hin. Welche Farbe ist am höchsten gewandert? Probier verschiedene schwarze Stifte nebeneinander.

  7. Die Kreis-Version

    Wie in der App: Mach einen Punkt in die Mitte eines runden Filterpapiers (oder eines flach aufgeschnittenen Kaffeefilters) auf einem Teller und tropf Wasser auf den Punkt, einen Tropfen nach dem anderen. Die Farben breiten sich in Ringen aus.

Gemalte Illustration: Papierstreifen und ein Kaffeefilter stehen in Gläsern mit Wasser, schwarze Filzstiftpunkte sind zu blauen, rosa und gelben Bändern auseinandergelaufen; der Maler schaut zu.

Warum es funktioniert

Für Kinder: Schwarze Tinte sind eigentlich ein paar Farben, die zusammengemischt sind. Das Wasser zieht jede Farbe am Papier entlang, aber manche Farben halten sich fester am Papier fest als andere. Die bleiben zurück, und so breiten sich die Farben auseinander aus.

Für Erwachsene: Das ist Chromatographie. Die Zellulosefasern des Papiers sind die stationäre Phase, das Wasser ist die mobile Phase und wird durch die Kapillarwirkung weitergezogen. Jeder Farbstoff teilt seine Zeit auf zwischen Gelöstsein im wandernden Wasser und Haften an den Fasern; ein Farbstoff, der weniger haftet, wandert weiter (er hat einen höheren Rf-Wert). Schwarze wasserlösliche Tinten sind Mischungen aus Farbstoffen, oft Blau, Rot oder Magenta und Gelb, die zusammen alles sichtbare Licht schlucken.

Für eine Trennung müssen sich die Farbstoffe unterscheiden. Im Spiel bewegen sich die drei Filzstift-Farbstoffe mit dem 1-, 0,3- und 0,05-Fachen der Wassergeschwindigkeit. Als die Geschwindigkeiten näher beieinanderlagen, verschmierten die Farben ineinander, und nur ein blasser blauer Ring war zu sehen, genau wie zu ähnliche Farbstoffe auf echtem Papier verschwimmen.

Weiterforschen: erst vermuten, dann testen

Gleiches Schwarz, andere Marke?

Zerfallen zwei schwarze Filzstifte verschiedener Marken in dieselben Farben?

Was steckt in Braun oder Grün?

Erst die Farben raten, dann testen. Versteckt sich Gelb im Grün?

Welches Papier ist am schnellsten?

Kaffeefilter, Küchenpapier oder Druckerpapier: Bei welchem klettert das Wasser am schnellsten?

Lieber Salzwasser?

Ändert eine Prise Salz im Wasser, wie weit die Farben wandern?

Für Lehrkräfte

Papierchromatographie passt im Sachunterricht zur naturwissenschaftlichen Perspektive des Perspektivrahmens (GDSU), bei Stoffen und ihren Eigenschaften: Stoffgemische erkennen und trennen. Der Fachbegriff Chromatographie kommt später im Chemieunterricht. Tropft am Whiteboard Wasser auf einen Filzstiftpunkt, fragt, welche Farben erscheinen werden, und teilt dann die Streifen aus.

Ideen für Lehrkräfte

Fragen zur Papierchromatographie

Was ist Papierchromatographie für Kinder erklärt?

Eine Methode, ein Gemisch aus Farben mit Papier und Wasser zu sortieren. Das Wasser trägt jede Farbe unterschiedlich schnell am Papier entlang, sodass sie am Ende in getrennten Bändern liegen.

Warum wird schwarzer Filzstift blau, rosa und gelb?

Schwarze wasserlösliche Tinte wird aus mehreren Farbstoffen gemischt. Das Blau wandert meist am weitesten, das Rosa weniger und das Gelb am wenigsten, aber jede Marke mischt ihr Schwarz ein bisschen anders.

Welche Stifte eignen sich für Chromatographie?

Wasserlösliche Filzstifte auf Wasserbasis. Permanentmarker bewegen sich mit Wasser nicht.

Welches Papier ist am besten?

Weiße Kaffeefilter, Küchenpapier oder Löschpapier. Druckerpapier geht auch, aber langsam, weil es dicht und beschichtet ist.

Warum haben sich meine Farben nicht getrennt?

Meist lag der Punkt unter der Wasserlinie, der Stift war ein Permanentmarker, oder der Streifen hat den Glasrand berührt. Probier es noch einmal mit dem Punkt über dem Wasser.

Mehr Farbwissenschaft

Gemalte Illustration: Der Maler tupft mit einem Wattestäbchen voll Spülmittel in eine Schale Milch, und rote, blaue, gelbe und grüne Lebensmittelfarbe wirbelt nach außen.

Magische Milch

Lebensmittelfarbe flitzt vor einem Tropfen Spülmittel davon.

Zerleg einen schwarzen Punkt am Bildschirm

Ein Filzstiftpunkt, ein Tropfen Wasser, drei Farben. Dann probier deine eigenen Stifte auf einem Kaffeefilter.

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