Introduktion
Riktlinjer
Säkerhet

Materiel
Förarbete
Utförande
Förklaring
Bakgrundsfakta
Fler experiment
Referenser


[ Tillbaka till start | Tillbaka till experimenten ]
[ Utskriftsvänlig version (nytt fönster) ]


Stärkelse och vatten - fast eller flytande?

Av: Svante Åberg


Tid för förberedelser: Försumbart Tid för genomförandet: 20 minuter
Antal tillfällen: 1 Svårighetsgrad: Busenkelt
Säkerhetsfaktor: Ofarligt

Introduktion Gå till: Riktlinjer

Vilka egenskaper har en blandning av stärkelse och vatten? Försöket visar på de ovanliga egenskaperna hos stärkelsemassa och är en jättebra aktivitet som låter elever av alla åldrar själva prova och göra iakttagelser.


Riktlinjer Gå till: Säkerhet

Experimentet bör göras som elevförsök där alla själva verkligen får känna på och leka med materialet.


Säkerhet Gå till: Materiel

Experimentet är helt ofarligt.

Överblivet material kan spolas ned på toaletten eller kastas i soppåsen.


Materiel Gå till: Förarbete

Huvudexperimentet

  • Aluminiumform eller annan låg behållare
  • En kopp stärkelse (t ex potatismjöl eller Maizena majsstärkelse)
  • 1/4-1/2 kopp vatten
  • Plastsked
  • Pappersmugg
  • Kniv
  • Ett eller flera av följande föremål:
    • Metallbit eller slant
    • Träkloss
    • Olika plastföremål
    • Sax

Variationer av experimentet

  • Ballong
  • Tratt med vid öppning; det går bra att skära av toppen av en 1- eller 2-liters läskedrycksflaska av plast.
  • Sugrör
  • Karamellfärg



Förarbete Gå till: Utförande

Inget förarbete krävs.


Utförande Gå till: Förklaring

  1. Ställ en kopp stärkelse i den rena pajformen.
  2. Använd fingrarna för att blanda, tillsätt sakta vatten tills en seg vätskeliknande konsistens erhållits. Den sega vätskan rinner sakta ur din hand, men när du slår den hårt stänker den inte. Sätt till mera stärkelse om du har tillsatt för mycket vatten, tills du har fått rätt konsistens.
  3. Dela massan i bitar och överför den till andra formar och koppar.
  4. Studera egenskaperna hos massan genom att prova följande:
    • Klappa massan med fingrarna.
    • Häll massan och klipp strängen med en sax.
    • Gnugga lite av massan mellan fingrarna och känn hur den blir mjölig.
    • Skär massan i formen i skivor med en kniv och se hur den flyter ihop igen.
    • Rulla massan till en boll och se hur den blir platt.
    • Placera en bit metall, trä eller ett plasföremål på massan och se hur det sjunker ned.
    • Slå på massan i formen med din hand.

Variation: Undersökning med hjälp av ballong

  • Använd en tratt för att hälla lite av massan i en ballong. Knyt ballongen.
  • Man kan sätta ett sugrör mellan ballongen och tratten för att underlätta påfyllningen.
  • Knyt en annan ballong utan stärkelsemassa.
  • Sträck ballongerna på olika sätt.
  • Jämför deras egenskaper.

Variation: Färg

Blanda några droppar karamellfärg i stärkelsemassan för att ge den färg.


Förklaring Gå till: Bakgrundsfakta

Stärkelsemassan är en suspension av stärkelse i vatten. Den har egenskaper både som fast ämne och vätska. Den är en icke-Newtonsk vätska, vilket betyder att den inte uppför sig som en typisk vätska.

Massan flyter som en vätska men går sönder i bitar som ett fast ämne. Den ser blöt ut men blir mjölig när du gnuggar den mellan fingrarna. Den motstår plötsliga slag, men inte vikten av ett föremål som ligger på dess yta. Med andra ord, den tenderar att "hålla emot" när den utsätts för snabba formförändringar men flyter sakta, och nästan motståndslöst, om den får tid på sig. Viskositeten hos massan ökar när den utsätts för tryck. Andra vanliga icke-Newtonska vätskor är målarfärg och ketchup.


Bakgrundsfakta Gå till: Flera

Reologi

Reologi är läran om flöden och deformationer hos material och beskriver sambandet mellan krafter, deformation och tid.

Ulf Bolmstedt har gjort en bra översikt om reologi varifrån mycket av följande material har lånats.

Newtonska vätskor

Hos Newtonska vätskor är viskositeten bara beroende av temperaturen. Däremot har flödeshastigheten eller tiden ingen inverkan.

Exempel på Newtonska vätskor är

  • Vatten
  • Mjölk
  • Sockerlösning
  • Mineralolja

Icke-Newtonska vätskor

Hos icke-Newtonska vätskor inverkar flödeshastigheten på viskositeten. Det har alltså betydelse hur snabbt du rör om i vätskan för hur tjockflytande den är. För vissa vätskor påverkar tiden viskositeten, för andra inte.

Tidsoberoende icke-Newtonska vätskor

Här är några exempel på icke-Newtonska vätskor som inte förändrar sin viskositet med tiden:

  • Dilitanta ämnen (ökar sin viskositet med ökande flöde):
    • Fuktig sand
    • Koncentrerade lösningar av stärkelse (som i vårt experiment)
  • Pseudoplastiska ämnen (minskar sin viskositet med ökande flöde):
    • Ketchup
    • Målarfärg
    • Schampoo
    • Uppslamningar
    • Koncentrerad fruktjuice
  • Plastiska ämnen (blir viskösa först när kraften överskrider ett visst värde):
    • Tomatpuré
    • Tandkräm
    • Handkräm
    • Vissa ketchupsorter
    • Fett

    Massan av stärkelse och vatten blir hård när man snabbt försöker deformera den därför att viskositeten ökar med flödet. Ketchup däremot minskar sin viskositet med ökande flöde. När man häller ketchup ur flaskan rinner den först trögt, men när flödet väl kommit igång rinner den lättare. Det är därför som man kan få effekten "först händer ingenting, sedan ingenting och sedan kommer allt på en gång".

    Tidsberoende icke-Newtonska vätskor

    Här är några exempel på icke-Newtonska vätskor där även tiden inverkar på viskositet:

    Ett tixotropt ämne minskar sin viskositet med tiden. Många ämnen i den kemiska insdustrin och i livsmedelsbranschen är tixotropa. Vissa ämnen minskar sin viskositet med tiden på grund av att det bryts ned. Detta fenomen kallas reomalaxis. Exempel på tixotropa ämnen är:

    • Yoghhurt
    • Målarfärg

    Hos ett reopektiskt ämne ökar viskositeten med tiden. Sådana ämnen är ganska sällsynta. Exempel på ett reopektiskt ämne är:

    • Gipspasta

    Mätning av viskositet

    Bild: Ó Svante Åberg
    Viskositeten hos en vätska kan mätas genom att fylla en pipett med vätskan och sedan mäta hur lång tid det tar innan all vätska runnit ut. En annan metod är att släppa ned en kula i vätskan och mäta hur lång tid det tar innan kulan når bottnen. Det är lämpligt att ha vätskan i ett ganska högt kärl för att tiderna ska bli tillräckligt långa.

    Metoderna fungerar bara med Newtonska vätskor, dvs vätskor vars viskositeten är oberoende av flödeshastighet och tid. Man får bara ett relativt mått på viskositeten, men det är ett enkelt sätt att jämföra olika vätskor.

    Bild: Ó Svante Åberg
    En bättre metod är att sänka ned en roterande cylinder i en bägare med vätskan och mäta hur stor vridningskraften blir på bägaren. Det fungerar även för icke-Newtonska vätskor.


  • Flera Gå till: Referenser


    Aggregationsform
    Att göra bly Att göra bly
    Avdunstning och temperatur Avdunstning och temperatur
    Badbomber Badbomber
    Bensinbrand Bensinbrand
    Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat
    Bjud din jäst på mat Bjud din jäst på mat
    Blåsa ballong med hjälp av PET-flaska Blåsa ballong med hjälp av PET-flaska
    Brus-raketen Brus-raketen
    Den brinnande sedeln Den brinnande sedeln
    Den bästa bulldegen Den bästa bulldegen
    Den frysande bägaren Den frysande bägaren
    Den tillknycklade plåtburken Den tillknycklade plåtburken
    Diffusionshastigheten hos ammoniak respektive väteklorid - en jämförelse Diffusionshastigheten hos ammoniak respektive väteklorid - en jämförelse
    DNA ur kiwi DNA ur kiwi
    Elda stålull Elda stålull
    Eldprovet Eldprovet
    En märklig planta En märklig planta
    Flyter isen i matoljan? Flyter isen i matoljan?
    Framkalla fingeravtryck med jodånga Framkalla fingeravtryck med jodånga
    Frigolit i aceton Frigolit i aceton
    Fryspunktsnedsättning Fryspunktsnedsättning
    Förtenning Förtenning
    Gasvolym och temperatur Gasvolym och temperatur
    Gore-Tex, materialet som andas Gore-Tex, materialet som andas
    Gör ditt eget läppcerat Gör ditt eget läppcerat
    Gör ett avtryck från papper till stearin Gör ett avtryck från papper till stearin
    Hockey-visir Hockey-visir
    Hur fungerar en torrboll? Hur fungerar en torrboll?
    Hur gör man kakan porös? Hur gör man kakan porös?
    Hur kan man göra kläder av plast? Hur kan man göra kläder av plast?
    Hur mycket vatten finns i maten? Hur mycket vatten finns i maten?
    Hur smakar salmiak? Hur smakar salmiak?
    Kallrörd vaniljkräm och saliv Kallrörd vaniljkräm och saliv
    Kan man tapetsera med abborrar? Kan man tapetsera med abborrar?
    Kemi i en brustablett Kemi i en brustablett
    Kemisk jämvikt hos ett osynligt bläck Kemisk jämvikt hos ett osynligt bläck
    Kemiskt snöfall Kemiskt snöfall
    Koka Cola Koka Cola
    Koka knäck Koka knäck
    Koka vatten i en spruta Koka vatten i en spruta
    Kondomen i flaskan Kondomen i flaskan
    Kristallodling Kristallodling
    Kristallvatten i kopparsulfat Kristallvatten i kopparsulfat
    Ljuset under glaset Ljuset under glaset
    Luft Luft
    Luftfuktighet och rostbildning Luftfuktighet och rostbildning
    Lödtenn 60 Lödtenn 60
    Löslighet och pH - En extraktion Löslighet och pH - En extraktion
    Maizena gör motstånd Maizena gör motstånd
    Matoljans viskositet och omättade fettsyror Matoljans viskositet och omättade fettsyror
    Mentos-pastiller i kolsyrad läsk Mentos-pastiller i kolsyrad läsk
    Molnet i flaskan Molnet i flaskan
    Myggmedel - hur funkar det? Myggmedel - hur funkar det?
    Osynlig gas Osynlig gas
    Pektin och marmeladkokning Pektin och marmeladkokning
    Platta yoghurtburkar Platta yoghurtburkar
    Popcorn Popcorn
    Salta isen Salta isen
    Saltat islyft Saltat islyft
    Slime Slime
    Släcka fett på rätt sätt Släcka fett på rätt sätt
    Smältpunkten för legeringen lödtenn Smältpunkten för legeringen lödtenn
    Snöflingeskådning Snöflingeskådning
    Studsboll Studsboll
    Stärkelse och vatten - fast eller flytande? Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
    Syrehalten i luft Syrehalten i luft
    Tillverka ditt eget läppstift Tillverka ditt eget läppstift
    Tillverka en parfym och gör doftande skraplotter Tillverka en parfym och gör doftande skraplotter
    Tillverka papperslim Tillverka papperslim
    Tänd ett släckt ljus med hjälp av röken Tänd ett släckt ljus med hjälp av röken
    Utfällning av aluminium Utfällning av aluminium
    Utsaltning av alkohol i vatten Utsaltning av alkohol i vatten
    Vad händer då något brinner? Vad händer då något brinner?
    Vad händer när degen jäser? Vad händer när degen jäser?
    Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter? Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
    Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern? Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
    Varför smäller inte ballongen? Varför smäller inte ballongen?
    Vattenvulkan Vattenvulkan
    Vispa grädde Vispa grädde
    Värma med ljus - bra eller dåligt? Värma med ljus - bra eller dåligt?
    Värmeutvidgning Värmeutvidgning
    Ägget i flaskan Ägget i flaskan
    Älskling, jag krympte ballongen Älskling, jag krympte ballongen

    Kolhydrater
    Bjud din jäst på mat Bjud din jäst på mat
    Blev disken ren? Blev disken ren?
    Bränna papper Bränna papper
    Coca-Cola vs Coca-Cola light Coca-Cola vs Coca-Cola light
    Den bästa bulldegen Den bästa bulldegen
    Elektrofores av grön hushållsfärg Elektrofores av grön hushållsfärg
    Framställ låglaktosmjölk Framställ låglaktosmjölk
    Gelégodis i vatten Gelégodis i vatten
    Gör din egen limfärg Gör din egen limfärg
    Hur gör man kakan porös? Hur gör man kakan porös?
    Indikatorpärlor Indikatorpärlor
    Innehåller koksaltet jod? Innehåller koksaltet jod?
    Kallrörd vaniljkräm och saliv Kallrörd vaniljkräm och saliv
    Kemisk klocka med jod Kemisk klocka med jod
    Koka Cola Koka Cola
    Koka knäck Koka knäck
    Maizena gör motstånd Maizena gör motstånd
    Mentos-pastiller i kolsyrad läsk Mentos-pastiller i kolsyrad läsk
    Popcorn Popcorn
    Stärkelse och vatten - fast eller flytande? Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
    Tillverka din egen deodorant Tillverka din egen deodorant
    Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
    Tillverka tomtebloss Tillverka tomtebloss
    Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter? Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
    Varför mörknar en banans skal? Varför mörknar en banans skal?
    Äta frusen potatis Äta frusen potatis

    Polymerer
    Blev disken ren? Blev disken ren?
    Bränna papper Bränna papper
    Elektrofores av grön hushållsfärg Elektrofores av grön hushållsfärg
    Framställ låglaktosmjölk Framställ låglaktosmjölk
    Frigolit i aceton Frigolit i aceton
    Gore-Tex, materialet som andas Gore-Tex, materialet som andas
    Gummi och lösningsmedel Gummi och lösningsmedel
    Gummibandets elasticitet Gummibandets elasticitet
    Gör din egen limfärg Gör din egen limfärg
    Hockey-visir Hockey-visir
    Hur kan man göra kläder av plast? Hur kan man göra kläder av plast?
    Hur moget är äpplet? Hur moget är äpplet?
    Identifiera plasten Identifiera plasten
    Indikatorpärlor Indikatorpärlor
    Innehåller koksaltet jod? Innehåller koksaltet jod?
    Kallrörd vaniljkräm och saliv Kallrörd vaniljkräm och saliv
    Kan man tapetsera med abborrar? Kan man tapetsera med abborrar?
    Modellmassa av mjölk Modellmassa av mjölk
    Målarfärgens vattengenomsläpplighet Målarfärgens vattengenomsläpplighet
    Pektin och marmeladkokning Pektin och marmeladkokning
    Platta yoghurtburkar Platta yoghurtburkar
    Popcorn Popcorn
    Slime Slime
    Studsboll Studsboll
    Stärkelse och vatten - fast eller flytande? Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
    Superabsorbenter i blöjor Superabsorbenter i blöjor
    Tillverka din egen deodorant Tillverka din egen deodorant
    Tillverka papperslim Tillverka papperslim
    Vad händer när degen jäser? Vad händer när degen jäser?
    Varför färgas textiler olika? Varför färgas textiler olika?
    Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter? Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
    Varför smäller inte ballongen? Varför smäller inte ballongen?
    Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten

    Viskositet
    DNA ur kiwi DNA ur kiwi
    Koka knäck Koka knäck
    Maizena gör motstånd Maizena gör motstånd
    Matoljans viskositet och omättade fettsyror Matoljans viskositet och omättade fettsyror
    Pektin och marmeladkokning Pektin och marmeladkokning
    Platta yoghurtburkar Platta yoghurtburkar
    Slime Slime
    Stärkelse och vatten - fast eller flytande? Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
    Såpbubblor Såpbubblor
    Undersök en- och flervärda alkoholer Undersök en- och flervärda alkoholer



    Referenser Gå till: Introduktion

    1. R. Bartholomew, B. W. Tillery, Earth Science, 1984, 6:e upplagan, D. C. Heath, Lexington, MA.
    2. C. Schneider, Oolbleck, What do Scientists Do? - Teachers Guide, 1985, University of California, Berkley, CA.
    3. Rheology, Ulf Bolmstedt, Lunds Universitet
      http://www.rheoheat.se (2010-08-16)
    4. What is rheology?, Nordic Rheology Society
      http://www.sik.se/nrs/rheointro/Undre_reointro.htm (2007-04-23)
    5. Det amorfa tillståndet och Rheologi, Ångströmslaboratoriet, Uppsala universitet
      http://www.polymer.uu.se/bilder/Rheologi.pdf (2003-06-12)
    6. Fluid Mechanics: Stokes' Law and Viscosity, University of Kentucky
      http://www.engr.uky.edu/~egr101/ml/ML3.pdf (2003-06-12)
    7. Dropping the Ball, Michael Fowler, University of Virginia
      http://www.phys.virginia.edu/classes/152.mf1i.spring02/Stokes_Law.htm (2003-06-12)
    8. Rheology Primer for Hydrocolloid Science, Martin Chaplin, Water Structure and Behavior
      http://www.lsbu.ac.uk/water/hyrhe.html (2007-04-23)
    9. Main page, Wikipedia
      http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page (2007-04-23)




    [ Tillbaka till start | Tillbaka till experimenten ]


    Skol-Kemi är en satsning av kemi-institutionen vid Umeå Universitet.

    Kontaktperson: Svante Åberg, Analytisk Kemi, Umeå Universitet, 901 87 Umeå.
    E-mail: Svante.Aberg@chem.umu.se
    Telefon: 090-786 54 84

    © Copyright, Svante Åberg, 1998. All rights reserved.