Bild 5
Ein aufgeblasener verschlossener Luftballon läßt sich mit einer zugespitzten Stricknadel durchstoßen, ohne dass er platzt. Voraussetzung ist allerdings, dass die Durchstichstellen vorher mit Tesafilm beklebt werden.
Versuch 4: Die Reste eines Luftballons zeigen uns, dass der Ballon in viele Einzelteile zerplatzt ist.
Versuch 5: Ein Luftballon wird aufgeblasen und an zwei gegenüberliegenden Stellen jeweils mit einem Stück durchsichtigen Klebefilm (Tesafilm) beklebt. Anschließend kann man den Luftballon an den Stellen des Klebefilms mit einer langen, spitzen Nadel (z.B. Stricknadel) durchstoßen, ohne dass er platzt (Bild 5). Der Versuch sollte u.U. mit einem stärker aufgeblasenen Luftballon bzw. mit einem nicht so gut befestigten Klebeband wiederholt werden. Dann kann man beobachten, wie sich unter dem Klebeband langsam Risse bilden.
Erklärungen: Gummi besteht aus langen Molekülketten, die während des Aufblasens
gestreckt werden. Sticht man in den aufgeblasenen Luftballon ein Loch, so bildet sich an dieser Stelle sofort ein
Riß, der sich wie ein schnell öffnender Reißverschluß über den ganzen Luftballon
ausbreitet. Diese Risse kann man bei einem zerplatzten Luftballon erkennen. Die Ursache liegt in den
unterschiedlichen Bindungsenergien zwischen den einzelnen Atomen des Gummis.
Gummi besteht aus Kohlenstoff-Molekülketten, zwischen die Schwefelbrücken eingebaut sind (Bild
6). Bei einer Dehnung des Gummis wirken die Schwefelbrücken wie elastische "Federn". Wird die
Dehnung allerdings zu stark, so brechen bevorzugt die Bindungen zwischen den Schwefelatomen auseinander, da
ihre Bindungsenergiemitca. 210 kJ/mol kleiner ist als die Bindungsenergie zwischen den Kohlenstoffatomen mit
ca. 340 kJ/ mol. Ein Auseinanderreißen entlang der Schwefelbrücken kann man auch durch das
Anstechen des Ballons einleiten. Durch ein Klebeband wird die Ausbildung eines Risses jedoch verhindert. Ist der
Luftballon allerdings zu stark aufgeblasen oder haftet der Klebestreifen nicht richtig, so bilden sich unter dem
Klebeband langsam Risse.
Bild 5
Ein aufgeblasener verschlossener Luftballon läßt sich mit einer zugespitzten Stricknadel
durchstoßen, ohne dass er platzt. Voraussetzung ist allerdings, dass die Durchstichstellen vorher mit
Tesafilm beklebt werden.
Bild 6
Stark vereinfachte Darstellungen zur Erklärung der elastischen Eigenschaften von Kautschuk.
(a) zeigt unvulkanisierten Kautschuk, der aus langen Molekülketten besteht, die durch
van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten werden.
(b) Beider Vulkanisation werden Schwefelbrücken zwischen die Molekülketten eingebaut.
(c) Bei einer Dehnung des Kautschuks wirken die Schwefelbrücken wie elastische "Federn".