Zeepbellen

Groep: 3 t/m 6

Kerndoel: 42, 44

Onderwerp: oppervlaktespanning, lucht, kleur, licht

Benodigd materiaal:

-          Water                                                         -          Werkblad voor elke leerling (zie werkblad 1)

-          Glycerine                                                  -          Schrijf- en tekenmateriaal

-          Behangplaksel                                          -          Tangen

-          Afwasmiddel groen (Dreft)                       -          Witte bakjes van 1 L  bijv. van de afhaalchinees

-          Afwasmiddel roze, geel, blauw etc.        -           Plastic lepels

-          Handzeep                                                 -         Plastic bekertjes

-          Shampoo                                                 -          Plastic bekertjes met voor de helft een streep

-          Allesreiniger                                             -          Spiegels (1 per 2 leerlingen)

-          Kleine maatbekers van 20 ml (je kunt ook dopjes van een fles gebruiken)

-          Bellenblaaspotjes (voor elk tweetal 1)   

-          IJzerdraad           

-          Ballon                    

-          Papieren zak                     

-          Boterhamzakje                    

 

Voorbereiding: materialen verzamelen

Tijdsduur: Totaal 4 uur 20 min, je kunt ook delen oppakken

Bijzonderheden: -

Les:

8.1. Confrontatie: Wat zit er in een zeepbel? (20 min) 
Blaas tegen een spiegel aan en vraag de leerlingen wat ze zien. Je ademt lucht uit en dit zie je op de spiegel. Lucht is dus ook een stof. Maak een woordweb over wat je allemaal kunt opblazen en zorg ervoor dat je ook zeepsop ertussen hebt staan. Vervolgens laat je de kinderen allerlei voorwerpen opblazen. 

Bijvoorbeeld: een ballon, boterhamzakje, papieren zakje en zeepsop. Ga hier op in en vraag hoe het kan dat iets dat vloeibaar is, opgeblazen kan worden. Vertel de leerlingen dat we een onderzoek gaan doen naar het perfecte zeepsop om bellen mee te blazen.

8.2. Verkenning: Welk afwasmiddel werkt het beste voor een zeepbel? (45 min)
Neem vier bakjes water en vier verschillende soorten zeep (werkblad2). Laat de leerlingen voorspellen met welke zeep je de grootste bellen kunt blazen. Voer dit uit en laat de kinderen vertellen wat ze zien. Alleen met afwasmiddel lukt het blazen van bellen niet. Laat de leerlingen in drietallen een aantal verschillende soorten afwasmiddel (eerlijk!) testen. In een logboek (werkblad 4) schrijven ze wat ze vooraf denken en wat ze zien. Maak ter afsluiting een tabel op het bord met de verschillende soorten afwasmiddel en trek samen een conclusie. 

8.3a. Experiment opzetten: Wat heb je nodig voor grote én mooie bellen? (15 min)
Begin met een gesprek aan de hand van de tabel op het bord. Kun je met afwasmiddel en water of met bellenblaas uit de winkel het beste bellen blazen? Laat de leerlingen op elkaar reageren. Voer dit vervolgens uit en laat ze vertellen wat ze zien. Er zit dus iets in het bellenblaaspotje waardoor de bellen groter worden. Hoe zou dit komen? Vertel dat er in het bellenblaaspotje zeepsop met glycerine zit. Hierdoor krijg je mooiere bellen. De vraag is, moet er nou veel glycerine in, of juist weinig en veel afwasmiddel of niet? 

8.4a. Experiment uitvoeren: Maak het beste bellenblaas recept.(45 min) 
De leerlingen maken als verwerking in groepjes van drie een 'recept' (werkblad4) voor bellenblaassop. Bijv. alleen zeepsop, veel/weinig glycerine, behangplaksel. De leerlingen mogen ook het ‘recept’ van elkaar testen. Laat de leerlingen hun resultaten presenteren. Schrijf op het bord de verschillende recepten en de resultaten. Concludeer nog eens expliciet dat het sop met glycerine en met behangplaksel het beste werkt.

8.3b. Ontwerpvoorstel maken: Wie maakt de mooiste en grootste zeepbel? (45 min)
Maak van je klas een bellenblaassopfabriek. Deze fabriek maakt allerlei verschillende soorten bellenblaassop en test deze uit. De leerlingen zijn de onderzoekers van de fabriek. Er is een opdracht binnen gekomen: Wie maakt de mooiste en grootste zeepbel van Friesland? Bespreek in de klas wat je dan nodig hebt om een grote en mooie zeepbel te maken:

• Goed bellenblaassop (het recept staat nog op het bord);

Een bellenblaasvorm om er doorheen te blazen. Deze kan ook 3D zijn. Vertel vooraf welke materialen en hulpmiddelen in de fabriek beschikbaar zijn.
De leerlingen gaan nu in tweetallen een ontwerptekening maken van de vorm waar de bel   doorheen geblazen kan worden op ware grootte. Bespreek daarna de ontwerpen                    klassikaal. Laat de leerlingen op elkaars ontwerpen reageren.

8.4b. Ontwerp uitvoeren: Maak de beste bellenblaas vorm. (30 min)

De leerlingen maken de vorm maken die ze hebben ontworpen. De leerlingen moeten proberen hun vorm te laten lijken op hoe ze het hebben ontworpen in de vorige les. 

Testen en evalueren/Concluderen (30 min) 
Laat de tweetallen hun ontwerp klassikaal presenteren en testen aan de hand van de eisen. Hoe zouden ze hun ontwerp kunnen bijstellen als het niet aan de eisen voldoet? Uitvoerbare aanpassingen (bijv. een ingrediënt toevoegen aan het sop) kunnen eventueel nog tegelijk met de presentatie gedaan worden.

Presenteren (30 min)
De grootste en mooiste bel wordt natuurlijk aan de andere klassen gepresenteerd. Na afloop begrijpen de kinderen welke ingrediënten er belangrijk zijn voor het zeepsop bij het blazen van bellen. Laat de kinderen dat zelf verwoorden

Bijlagen bij deze les :

A.   Achtergrondinformatie zeepbellen

B.   Praktische tips

C.   Logboek en werkbladen

Bron: https://www.iederkindeentalent.nl/inspiratie/onderzoekende-en-ontwerpende-lessenseries/

 

 Bijlage 8A             Achtergrondinformatie zeepbellen

 

 

Toelichting

 

Deze achtergrondinformatie is bestemd voor de leraar. Het gaat verder dan de leerstof voor de leerlingen. Het gaat erom dat de leraar voldoende kennis en inzicht heeft om onverwachte vragen van leerlingen goed te kunnen beantwoorden en de leerlingen te kunnen begeleiden bij de lessen.  

 

Naast de inhoudelijke informatie kunt u ook praktische lestips en websites vinden. Op de websites kunt u zich verdiepen in de stof over bellen blazen. 

 

Ook zijn er links toegevoegd met filmpjes die de begrippen kunnen verduidelijken of in de klas kunnen worden afgespeeld als introductie of extra.  

 

 

 

Inhoud

 

Wat is een zeepbel?

 

Een zeepbel bestaat uit een hele dunne schil van water en zeep die lucht (of een ander gas) insluit. De zeep en glycerine zorgen ervoor dat er laagjes komen waartussen water gevangen wordt gehouden. Dit noem je het zeepvlies.

 

Hoewel je met alleen water geen grote bellen kunt blazen, gedraagt het oppervlak van water zich door de oppervlaktespanning als een elastisch vlies. Een schaatsrijdertje kan hierdoor op het water lopen. Doordat er zeep en glycerine toegevoegd worden, wordt de elasticiteit van deze oppervlakte vergroot. De zeeplaagjes maken het watervlies soepeler en steviger. Maar teveel zeep of te weinig water kan ervoor zorgen dat je geen bellen kunt blazen. Een bepaalde verhouding is dus optimaal. 

 

 

Waardoor knapt een zeepbel?

Als een zeepbel in aanraking komt met een droog voorwerp (je vinger, hand, pen etc.) prikt dat een gaatje in het zeepvlies en gaat het kapot. Door de oppervlaktespanning trekt de zeepvlies aan rand van het gat waardoor het gat heel snel groter wordt. 

Door de zwaartekracht zal aan de bovenkant van de zeepbel het zeepvlies steeds dunner worden. Ook hierdoor knapt de zeepbel uit elkaar. 

Voor grote bellen kun je suiker bij het sop doen. Suikerdeeltjes houden water vast en zo droogt de bel minder snel uit.

Wanneer je door een zeepvlies of zeepbel heen wilt prikken, kan dat wel wanneer je eerst het voorwerp (je vinger, hand, pen etc.) eerst in het sop doet. Dat ontstaat er geen gat. 

 

Hoe ontstaan de prachtige kleuren in de zeepbel? 

 

De prachtige kleuren in een zeepbel ontstaan door interferentie van het licht. Lichtstralen worden zowel aan de voorzijde als aan de achterzijde van een dun zeepvlies weerkaatst.

 

 

 

De interferentie van deze weerkaatsingen veroorzaakt een patroon van gekleurde banden. Direct nadat de bel is geblazen zijn deze kleurenbanden alleen in het hoogste deel van de bel te zien. Naarmate het water in het vlies door zijn zwaarte naar beneden zakt, worden ook de lager gelegen gedeelten van het vlies dunner en worden de kleurbanden breder. Dan, als de bovenzijde nog dunner wordt, kleurt het zeepvlies daar eerst geel en dan wit van kleur, en tenslotte zwart. Kort daarna spat de bel uit elkaar.             

 

Waarom zijn zeepbellen altijd bolvormig?

Omdat zeepvliezen altijd streven naar een zo klein mogelijk oppervlak bij een gegeven inhoud, zijn zeepbellen altijd bolvormig. Ongeacht je met een vierkant rietje of een stervormige vorm blaast, krijg je altijd een bolvormige bel. 

Wat is oppervlaktespanning?

Een druppel op tafel heeft een ronde vorm. Dit komt omdat watermoleculen elkaar onderling sterk aantrekken: cohesie. De watermoleculen in het van midden van de druppel trekken in alle richtingen aan elkaar. De moleculen aan de buitenkant van de druppel worden alleen door de naastliggende en onderliggende moleculen aangetrokken. De resulterende kracht is daardoor opzij en naar binnen gericht. Dit noem je de oppervlaktespanning.  

 

De oppervlaktespanning kun je goed zichtbaar maken met de volgende proefjes:

•      Vul een glas tot aan de rand met water. Druppel nu steeds een beetje water erbij. Je ziet dat het glas niet meteen overloopt maar dat het wateroppervlak bol gaat staan. Dit komt door de kracht tussen de watermoleculen.

•      Als je een punaise met de vlakke kant op een schoteltje water legt, zie je dat het op het wateroppervlak blijft liggen. Als je een druppeltje afwasmiddel aan het water toevoegt, zakt de punaise onmiddellijk naar de bodem. De zeepmoleculen gaan tussen de watermoleculen zitten en de watermoleculen verliezen hun onderlinge aantrekkingskracht. De oppervlaktespanning verlaagt. 

 

Wat zijn de eigenschappen van de verschillende stoffen?

Afwasmiddel

Afwasmiddel bestaat voor een deel uit oppervlakte-actieve stof, ook wel detergent genoemd. Deze stof zorgt ervoor dat de oppervlaktespanning sterk vermindert waardoor je bellen kunt blazen. De moleculen van een detergent hebben een hydrofiele (waterminnende) kop en een hydrofobe (watermijdende) staart. Doordat de kop aan water bindt, terwijl de staart water afstoot, kunnen vettige stoffen in water oplossen, terwijl het vet zelf niet oplost. Het vetbolletje, dat omgeven is door het detergent, is op deze manier toch opgelost in het afwaswater en kan in die vorm dus weggespoeld worden.

 

Glycerine
Glycerine is glycerol 85%, is een vloeistof met een hoge viscositeit. Dit betekent dat het een stroperige vloeistof is. De stof is geurloos, kleurloos en zoet. Ook is het niet giftig. Hierdoor zijn er veel toepassingen voor glycerine, van cosmetica, voeding en industrie. Glycerine is te koop bij de drogist en in de toko’s.  

Behangplaksel
Behangplaksel zorgt voor stevigheid van de vloeistof. Ook hierdoor zullen de bellen niet snel knappen.

Websites

•      http://www.kennislink.nl/publicaties/licht-en-kleur-in-een-zeepvlies.

•      http://www.unimagdeburg.de/anp/vorlesungen/spezialseminar07/files/rmp_79_000821_Morgan

.pdf.

•      http://www.nwo.nl/nwohome.nsf/pages/NWOP_8C4FFG

Filmpjes

•       Dokter Bubbles laat zien dat je niet per se een bellenblaas nodig hebt om mooie bellen te blazen. Je kunt ook een toiletrol of fles
gebruiken. http://www.schooltv.nl/beeldbank/clip/20091223_bellenblazen01

•      Waarom zijn zeepbellen altijd rond? 

Professor Amito mag weer even uit zijn lab. Hij gaat met Ewout naar basisschool de Springplank in Huizen, naar de klas van juf Lisa. De vraag is: waarom zijn zeepbellen altijd rond? Professor Amito laat zelfs zien dat je een zeepbel met een mes kunt doorsnijden en dat je met je hand door een reuze zeepbel kunt gaan, zonder dat de zeepbel kapot gaat. De truc is, dat je het mes of je hand ook moet onderdompelen in zeepsop.

http://www.willemwever.nl/uitzendinggemist/serie-18-2009/aflevering12435/waarom-zijnzeepbellen-altijd-rond

 •      Verschillende proefjes oppervlaktespanning http://www.proefjes.nl/trefwoord/oppervlaktespanning

 •      Hoe werkt afwasmiddel? Professor Amito van NEMO legt uit hoe afwasmiddel werkt. Afwasmiddel weet namelijk waterdruppels van vetdruppels te scheiden. Kijk maar in het filmpje.

 

http://www.willemwever.nl/vraag_antwoord/wetenschap-techniek/hoe-werkt-afwasmiddel


Werkboek

 

Omdat een verslag maken voor de leerlingen nog lastig is, is er gekozen om te werken met werkbladen. Alle werkbladen bij elkaar vormen een werkboekje. Je kunt ervoor kiezen per leerling of per groepje een werkboek te gebruiken. 

 

In het werkboek wordt gewerkt met tabellen. Er kan met letters of tekeningen gewerkt worden. Het afmeten in eenheden als ml is lastig, daarom is gekozen om af te meten met bekers en lepels. Leerlingen kunnen inkleuren hoeveel bekers water ze gaan gebruiken en hoeveel van andere stoffen. 

 

 

 

 

Keuze van afwasmiddel lesfase 1

 

Er zijn twee keuzes die je kunt maken om afwasmiddel te testen:

 

•      Verschillende merken afwasmiddel;

 

•      Verschillende kleuren afwasmiddel van één merk.

 

Bij verschillende merken afwasmiddel zal er een verschil zijn. Met het ene afwasmiddel zal je betere bellen kunnen blazen dan met het andere. Voor jonge leerlingen is het misschien leuker om verschillende kleuren te testen. Vaak hebben ze bij een bepaalde kleur een idee. 

 

Welke keuze je maakt, zal niet verschillen voor het gebruik van het werkblad. Eerst stellen ze een hypothese op. Welk afwasmiddel de beste bellen maakt, zal op nr. 1 komen te staan. Het afwasmiddel waarmee je het minst goed bellen kunt blazen wordt op nr. 5 gezet. 

 

In de kolom: ‘ik zie’, noteren de leerlingen wat de uitkomst is. Voor hogere klassen kun je extra eisen stellen. Ze moeten dan opschrijven wat ze waarnemen. 

 

Vormen maken lesfase 3

 

Om het gewenste resultaat te krijgen en de leerlingen zelf te laten ontdekken dat de zeepbellen altijd rond zullen zijn, is het leuk om de kinderen ideeën te geven van vormen die ze kunnen maken. Zolang de vorm gesloten is, kan elk gewenste vorm gemaakt worden. Ook 3D-vormen. Je kunt denken aan een kubus, piramide, enzovoort. 

 

Gebruik hiervoor ijzerdraad dat goed in vorm blijft zitten, maar niet te stug is, zodat de leerlingen niet teveel moeite hoeven doen om een vorm te maken. 

 

Laat met rietjes, trechters etc. zien dat je ook hiermee bellen kunt blazen. Dit brengt de leerlingen tot ideeën voor hun eigen ontwerp. Ook zou je een filmpje kunnen laten zien.