Riesenschaum mit Hefe

Was das Kind lernt

• Dass Wasserstoffperoxid von selbst sehr langsam in Wasser und Sauerstoff zerfällt und dass ein Katalysator (die Katalase der Hefe) diese Reaktion enorm beschleunigt, ohne sich zu verbrauchen.
• Dass ein Gas viel mehr Raum einnimmt als die Flüssigkeit, aus der es kommt: 120 ml Wasserstoffperoxid mit 3 % setzen ≈ 1,3 Liter Sauerstoff frei.
• Dass Seife das Gas in Blasen einfängt und Schaum bildet; ohne Seife entweicht der Sauerstoff unsichtbar.
• Dass manche chemischen Reaktionen Wärme abgeben (exotherm): Die Flasche fühlt sich warm an.
• Nach einem Sicherheitsablauf zu arbeiten (Schutzbrille, Handschuhe, Tablett, Entsorgung).

Vorher vorbereiten

• Kauf Wasserstoffperoxid 3 % (10 Volumen) und BACKHEFE. Prüf bei beidem das Haltbarkeitsdatum: Wasserstoffperoxid, das seit Monaten offen ist, verliert an Wirkung.
• Drucke in 100 % und schneide den Trichter A und die Skala B aus. Bau den Trichter zusammen und kleide ihn innen mit Klebeband aus, damit er nicht nass wird.
• Wähle den Ort: draußen, Küchenarbeitsplatte oder Badewanne. Stell das Tablett hin und halte einen Lappen und einen Eimer Wasser bereit.
• Klebe die Skala B senkrecht an eine Wand, eine Schachtel oder eine volle Flasche neben dem Tablett, die 0 auf Höhe der Flaschenöffnung.
• Erkläre vorher die Regeln: Schutzbrille die ganze Zeit auf, niemand beugt sich über die Flasche, Schaum wird nicht gegessen.

Materialien und Werkzeuge

• Plastikflasche mit engem Hals — 1
  500 ml, Wasser- oder Limonadenflasche, sauber und ohne Deckel; Hals mit ≈ 21 mm Innendurchmesser
• Wasserstoffperoxid — 120 ml kaufen
  3 % (auch „10 Volumen“ genannt), aus der Apotheke oder dem Supermarkt
• Trockenbackhefe — 1 Päckchen (≈ 5–7 g, etwa 2 gestrichene Teelöffel) kaufen
  Trockenhefe oder Instanthefe für Brot; KEIN Backpulver
• Lauwarmes Wasser — 45 ml (3 Esslöffel)
  35–40 °C: lauwarm am Handgelenk, nicht heiß
• Flüssiges Spülmittel — 15 ml (1 Esslöffel)
  das zum Abwaschen von Hand; je konzentrierter, desto mehr Schaum
• Flüssige Lebensmittelfarbe — 6 Tropfen (1 oder 2 Farben)
  Gel oder flüssig
• Großes Tablett mit Rand — 1
  mindestens 40 × 30 cm und 3 cm Rand (Backblech, Wanne, Deckel einer Plastikbox)
• Schutzbrille — 1 pro Person in der Nähe
  Heimwerker- oder Schwimmbrille
• Nitril- oder Haushaltshandschuhe — 1 Paar pro Person, die etwas anfasst
  in passender Größe für das Kind
• Kleines Glas und Löffel — 1 + 1
  Glas mit 100–200 ml für die Hefe
• Fotokarton — 1 A4-Blatt
  180–220 g, für den Trichter (A) und die Skala (B)
• Klebeband — 20 cm
  zum Schließen des Trichters und zum Auskleiden von innen (wasserdicht)

Werkzeuge

• Messbecher oder 20-ml-Spritze — 120 ml Wasserstoffperoxid und 45 ml Wasser abmessen Erwachsene
• Esslöffel (15 ml) — Spülmittel und Wasser für die Hefe abmessen
• Schere — Trichter und Skala ausschneiden
• Küchenthermometer (optional) — das lauwarme Wasser prüfen und die Wärme der Reaktion messen

Teile und Vorlagen

• A · Trichter zum schnellen Eingießen ×1 — Fotokarton 200 g
• B · Skala für die Schaumhöhe ×1 — Papier oder Fotokarton

Schritt für Schritt

1. Bereite den Platz vor

   Stell das Tablett (mindestens 40 × 30 cm) auf eine ebene Fläche, draußen, auf die Arbeitsplatte oder in die Badewanne. Stell die 500-ml-Flasche ohne Deckel in die Mitte und die Skala B dahinter, die 0 auf Höhe der Öffnung.

2. Schutzbrille und Handschuhe

   Alle, die näher als 1 m stehen, setzen eine Schutzbrille auf. Wer etwas anfasst, trägt Nitril- oder Haushaltshandschuhe. Binde lange Haare zusammen.

   Prüfe: Niemand fängt ohne Schutzbrille an: Wasserstoffperoxid brennt stark in den Augen.

3. Gieß das Wasserstoffperoxid ein Erwachsene

   Der Erwachsene misst 120 ml Wasserstoffperoxid 3 % im Messbecher ab und gießt es mit dem Trichter A in die Flasche. Es sollten etwa 4 cm Flüssigkeit drin sein: ein Viertel der Flasche.

   Prüfe: Die Flüssigkeit steht etwa 4 cm hoch, der Rest der Flasche ist leer.

4. Gib Seife und Farbe dazu

   Gib 1 Esslöffel (15 ml) Spülmittel und 6 Tropfen Farbe in die Flasche. Schwenke die Flasche 5 Sekunden sanft, um alles zu mischen, ohne zu schütteln (wenn jetzt Schaum entsteht, geht er verloren).

   Tipp: Für gestreiften Schaum lass Tropfen in zwei Farben innen an der Wand des Halses hinunterlaufen, ohne zu mischen.

5. Prüf das lauwarme Wasser

   Gib 3 Esslöffel (45 ml) warmes Leitungswasser in das kleine Glas. Es sollte 35–40 °C haben: Ein Tropfen auf dem Handgelenk fühlt sich lauwarm an, gar nicht heiß.

   Prüfe: Wenn du ein Thermometer hast: zwischen 35 und 40 °C. Über 55 °C wird die Hefe zerstört.

6. Löse die Hefe auf

   Schütte 1 Päckchen Backhefe (5–7 g) in das Glas mit lauwarmem Wasser und rühr 30 Sekunden mit dem Löffel um. Drück dabei die Klümpchen an der Wand platt, bis es wie ein hellbrauner Milchshake aussieht.

   Prüfe: Es sind keine trockenen Klümpchen mehr da. Wenn doch, rühr weiter: Hefe in Klümpchen reagiert langsamer.

7. Setz den Trichter auf

   Steck die Spitze des Trichters A in den Flaschenhals. Wer eingießt, stellt sich seitlich hin, mit ausgestrecktem Arm und dem Gesicht weit weg von der Flaschenöffnung.

8. Kipp die Hefe auf einmal hinein

   Schütte das ganze Glas Hefe mit einer einzigen Bewegung in den Trichter und nimm den Trichter innerhalb von 1–2 Sekunden weg, bevor der Schaum kommt.

   Tipp: Wenn du mitten beim Eingießen zögerst, kommt der Schaum durch den Trichter. Lieber schnell gießen, auch wenn es etwas spritzt.

9. Geh zurück und beobachte

   Mach einen Schritt zurück. Nach 2–5 Sekunden steigt der Schaum durch den Hals, kommt als Säule von 5–15 cm heraus, knickt um und quillt 30–60 Sekunden lang weiter. Schau auf die Skala B oder film mit dem Handy.

   Prüfe: Kommt nach 10 Sekunden nichts heraus, schau in die Problemtabelle (fast immer liegt es an der Hefe).

10. Fühl die Wärme

    Wenn kein Schaum mehr kommt, fass die Flasche mit der behandschuhten Hand an. Sie ist warm: Die Reaktion hat Wärme abgegeben. Wenn du ein Thermometer hast, steck die Spitze in den Schaum und notiere die Temperatur.

11. Fass den Schaum an (mit Handschuhen)

    Nimm mit Handschuhen eine Handvoll Schaum. Er besteht nur aus Wasser, Seife, Hefe und Sauerstoffbläschen. Nimm ihn nicht in den Mund, bring ihn nicht an die Augen und fass ihn nicht ohne Handschuhe an: Es kann noch etwas Wasserstoffperoxid übrig sein, das nicht reagiert hat.

12. Räum auf Erwachsene

    Warte 10 Minuten, bis der Schaum zerfallen ist. Gieß alles mit viel Leitungswasser in die Spüle oder die Toilette, spül Flasche und Tablett aus und wasch dir die Hände, nachdem du die Handschuhe ausgezogen hast.

Funktioniert es? Der Test

Mach das Experiment mit der Skala B dahinter und film den Moment des Eingießens mit dem Handy. Stoppe die Zeit vom Hineinfallen der Hefe bis der Schaum herauskommt und bis er aufhört.

Was passieren soll: Der Schaum zeigt sich nach 2–5 s an der Öffnung, steigt als Säule 5–15 cm hoch, bevor er umknickt, und quillt 30–60 s weiter. Insgesamt kommt ≈ 1 Liter Schaum heraus (doppelt so viel wie das Volumen der Flasche). Die Flasche wird etwa 5–10 °C wärmer.

Wenn etwas nicht klappt

• Es kommt kaum Schaum, nur ein paar Blasen — Es wurde Backpulver oder abgelaufene Hefe verwendet. Lösung: Nimm BACKHEFE (trocken oder frisch) und prüf das Datum. Test: Eine Prise in Wasserstoffperoxid muss sofort sprudeln.
• Der Schaum kommt sehr langsam und bleibt im Hals stecken — Altes (schon zerfallenes) Wasserstoffperoxid oder kaltes Hefewasser. Lösung: Nimm eine frisch geöffnete Flasche und Wasser mit 35–40 °C. Mit Wasserstoffperoxid 6 % (nur Erwachsene) ist die Reaktion doppelt so schnell.
• Große Blasen, die platzen, kein dichter Schaum — Zu wenig oder sehr verdünnte Seife. Lösung: Erhöhe auf 2 Esslöffel konzentriertes Spülmittel.
• Der Schaum kommt, bevor du fertig gegossen hast, und läuft über den Trichter — Zu langsam gegossen. Lösung: Kipp alles auf einmal hinein und nimm den Trichter in 1–2 s weg. Bei kleinen Kindern hält der Erwachsene die Flasche, während das Kind gießt.
• Der Schaum läuft nur über, ohne Säule — Flasche mit weiter Öffnung oder zu viel Flüssigkeit darin. Lösung: Nimm eine 500-ml-Flasche mit engem Hals und nur ¼ Flüssigkeit: Das Gas muss durch einen engen Hals drücken, um schnell herauszukommen.
• Hefeklümpchen schwimmen oben und es reagiert wenig — Die Hefe hat sich nicht richtig aufgelöst. Lösung: Rühr 30–60 s um und drück die Klümpchen platt, bevor du gießt.

Sicherheit

• Schutzbrille ist Pflicht für alle in der Nähe: Wasserstoffperoxid 3 % brennt in den Augen. Wenn etwas spritzt, 10 Minuten mit reichlich Wasser ausspülen.
• Das Wasserstoffperoxid misst und gießt der Erwachsene. Misch es nicht mit anderen Reinigungsmitteln (Bleiche, Essig, Ammoniak).
• Verwende zu Hause nie Wasserstoffperoxid mit mehr als 6 %: Das mit 30 % ist ätzend und nur fürs Labor.
• Der Schaum wird weder gegessen noch getrunken; man fasst ihn nur mit Handschuhen an.
• Während der Reaktion beugt sich niemand über die Flaschenöffnung.
• Bewahre das Wasserstoffperoxid in der Originalverpackung auf, verschlossen und außerhalb der Reichweite kleiner Kinder.

Die Wissenschaft dahinter

Für die Kinder

Wasserstoffperoxid ist Wasser mit einem „Stückchen Sauerstoff“ zu viel, und das will es loswerden, aber nur ganz langsam. Die Hefe hat winzige Helfer, die Enzyme, die wie eine Zauberschere funktionieren: Sie schneiden diesen überzähligen Sauerstoff blitzschnell ab. Dieser Sauerstoff ist ein Gas und braucht viel Platz, also schlüpft er in die Seife und bildet Millionen Bläschen. Weil die Flasche zu klein wird, kommt der Schaum aus dem Hals wie Zahnpasta aus der Tube eines Elefanten. Und beim Zerfallen gibt die Reaktion etwas Wärme ab: Darum wird die Flasche warm.

Für Erwachsene

Wasserstoffperoxid zerfällt spontan (2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂, ΔH ≈ −98 kJ pro mol H₂O₂), bei Raumtemperatur läuft die Reaktion aber extrem langsam. Die Katalase, ein Enzym in der Hefe (und in fast allen Zellen, die damit das Peroxid aus ihrem Stoffwechsel abbauen), beschleunigt sie millionenfach: Sie ist ein biologischer Katalysator, der sich nicht verbraucht. 120 ml mit 3 % enthalten ≈ 3,6 g H₂O₂ (0,106 mol), die 0,053 mol O₂ ≈ 1,3 Liter bei Raumtemperatur freisetzen. Das Tensid im Spülmittel stabilisiert die Bläschen und macht aus diesem Gas Schaum; da er in den ≈ 320 ml freiem Raum der Flasche (500 − 120 − 15 − 45) keinen Platz hat, tritt er durch den Hals aus, der wie eine Düse wirkt. Die freigesetzte Wärme (≈ 10 kJ) würde die Flüssigkeit um etwa 14 °C erwärmen, wenn nichts verloren ginge; in der Praxis merkt man einen Anstieg um 5–10 °C. Die Katalase denaturiert oberhalb von ~55 °C, deshalb muss das Hefewasser lauwarm sein. Die „Labor“-Version verwendet H₂O₂ mit 30 % und Kaliumiodid als Katalysator: zehnmal mehr Gas, mehr Wärme (Dampf) und ätzend; nichts für zu Hause.

• Katalysator: Stoff, der eine Reaktion beschleunigt, ohne sich zu verbrauchen.
• Enzym: Katalysator, den Lebewesen herstellen; das der Hefe heißt Katalase.
• Zersetzung: Reaktion, bei der ein Stoff in einfachere Stoffe zerfällt.
• exotherme Reaktion: Reaktion, die Wärme abgibt.
• Tensid: der Bestandteil der Seife, mit dem sich Blasen und Schaum bilden.

Nach Alter

• 5–7 Jahre: Der Erwachsene misst das Wasserstoffperoxid ab und gießt es ein; das Kind (mit Schutzbrille und Handschuhen) gibt Seife, Farbe und Hefe dazu. Konzentriere dich auf „Die Hefe bringt das Wasserstoffperoxid dazu, ein Gas abzugeben, das Blasen macht“.
• 8–10 Jahre: Sie machen alle Schritte außer dem Wasserstoffperoxid. Lass sie die Höhe mit der Skala messen und zwei verschiedene Flaschen vergleichen.
• 11–12 Jahre: Lass sie eine Hypothese und eine Variable aufstellen (Hefemenge, Wassertemperatur, Gefäßform), drei Wiederholungen machen und ein Diagramm zeichnen. Challenge: das Sauerstoffvolumen aus den Gramm H₂O₂ berechnen.

In der Gruppe oder in der Klasse

Am besten als Vorführung an Stationen: 4–5 Stationen mit je einem Tablett und einem Erwachsenen pro Station, Teams aus 4–5 Kindern. Pro Station: 2 Flaschen à 500 ml, 250 ml Wasserstoffperoxid, 2 Päckchen Hefe, Spülmittel, Lebensmittelfarbe, Schutzbrillen für alle und Handschuhe. Einheit von 40 min: 10 min Erklärung und Regeln, 20 min (zwei Reaktionen pro Team, bei denen eine Variable verändert wird), 10 min Austausch und Aufräumen. Macht es auf dem Schulhof oder im Labor mit abwischbarem Boden.

Challenges

• Erzeuge die höchste Schaumsäule, indem du nur eine Sache änderst (Flasche, Temperatur, Hefemenge), und beweise es mit der Skala.
• Entwirf einen dreifarbig gestreiften Schaum.
• Berechne, wie viele Liter Sauerstoff aus 120 ml mit 3 % entstehen müssten, und vergleiche es mit dem Schaum, den du in einer Wanne mit Messskala auffängst.
• Such andere Katalysatoren aus der Küche: Probier ein Stück rohe Kartoffel oder Leber in Wasserstoffperoxid und vergleiche die Bläschen mit der Hefe.

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