Apfelsaft aus der Mosterei
AFB I–IIIm Herbst bringt Familie Hansen ihre Äpfel in die Mosterei. Die Äpfel werden zu Brei gemahlen. Der Brei wird in Tücher gewickelt und gepresst. Heraus läuft trüber Saft, in den Tüchern bleiben feste Reste zurück, der Trester.
Ein Teil des Saftes wird danach noch durch einen sehr feinen Filter geschickt. So entstehen zwei Sorten: „naturtrüb“ und „klar“. Beide schmecken süß.
- Gib für das Pressen durch die Tücher den Rückstand und das Filtrat an.
- Erstelle eine beschriftete Skizze, wie du im Chemieraum eine kleine Menge naturtrüben Saft filtrieren würdest.
- Erkläre, warum der klare Saft genauso süß schmeckt wie der naturtrübe.
- Vergleiche das Presstuch und den feinen Filter: Was halten beide zurück, was nur der feine Filter?
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Rückstand: der Trester (Schalen, Kerne, Fruchtfleischreste). Filtrat: der trübe Apfelsaft.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Skizze mit Beschriftung: Trichter (im Stativring), darin ein gefalteter Rundfilter, dessen Rand unter dem Trichterrand liegt; darunter ein Becherglas, das Trichterrohr berührt die Glaswand. Im Filter: naturtrüber Saft bzw. Rückstand (feine Fruchtteilchen), im Becherglas: Filtrat (klarer Saft).
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Der Zucker ist im Saft gelöst. Seine Teilchen sind winzig und viel kleiner als die Poren des Filters. Deshalb läuft der Zucker mit dem Wasser durch und steckt im klaren Saft genauso wie im trüben.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Gemeinsam: Beide halten grobe feste Teile wie Schalen und Kerne zurück, und bei beiden laufen Wasser und gelöster Zucker durch. Unterschied: Das Tuch hat große Poren — feine Fruchtteilchen gehen durch, der Saft bleibt trüb. Der feine Filter hat viel kleinere Poren und hält auch diese feinen Teilchen zurück, der Saft wird klar.
Bachwasser im Zeltlager
AFB II–IIIIm Zeltlager holen die Kinder Wasser aus einem Bach. Nach dem Regen ist es bräunlich und trüb. Die Gruppe testet drei Filter. Durch jeden gießen sie 200 mL Bachwasser:
| Filter | Zeit für 200 mL | Aussehen des Filtrats |
|---|---|---|
| Baumwolltuch | 20 s | leicht trüb |
| ein Kaffeefilter | 3 min | klar |
| zwei Kaffeefilter ineinander | 6 min | klar |
Lukas sagt: „Das klare Wasser aus dem Kaffeefilter können wir jetzt trinken.“
- Deute die Beobachtung, dass das Filtrat beim Baumwolltuch leicht trüb ist.
- Ermittle, welcher Filter für 1 Liter klares Wasser am besten geeignet ist, und wie lange das Filtrieren dauert.
- Beurteile die Aussage von Lukas.
- Entwickle einen Ablauf, mit dem die Gruppe schneller klares Wasser bekommt, ohne dass der Kaffeefilter so schnell verstopft.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Die Poren zwischen den Fäden des Tuchs sind größer als ein Teil der Schmutzteilchen. Grobe Teilchen bleiben hängen, feine Erdteilchen passen durch die Löcher und machen das Filtrat trüb. Das Tuch arbeitet schnell, weil die Poren groß sind.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Klar wird das Wasser nur mit den Kaffeefiltern. Ein einzelner Kaffeefilter liefert genauso klares Wasser wie zwei, ist aber doppelt so schnell. Für 1 L = 5 · 200 mL braucht er etwa 5 · 3 min = 15 min (mit zwei Filtern wären es 30 min). Tatsächlich eher länger, weil die Poren sich nach und nach zusetzen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Die Aussage ist falsch bzw. gefährlich. Der Filter hält nur ungelöste Teilchen zurück, die größer sind als seine Poren. Gelöste Stoffe laufen mit durch, und winzige Krankheitserreger können ebenfalls durch die Poren passen. „Klar“ heißt nicht „sauber“. Das Wasser müsste zum Beispiel noch abgekocht werden; am sichersten ist Trinkwasser aus der Leitung oder aus Flaschen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Zum Beispiel: 1. Das Bachwasser in einem Eimer eine Weile stehen lassen, bis sich die groben Teilchen abgesetzt haben (Sedimentieren). 2. Das Wasser darüber vorsichtig abgießen (Dekantieren). 3. Es zuerst durch das Baumwolltuch gießen, um restliche grobe Teilchen schnell abzufangen. 4. Erst dann durch den Kaffeefilter filtrieren. So kommt weniger Schmutz auf das Papier, die Poren verstopfen langsamer. Jeder begründete Ablauf mit „grob vor fein“ ist richtig.