Forsøk og praktisk arbeid

Demonstrasjonsforsøk – del 1 (cola og majones)

I dette demonstrasjonsforsøket ser vi at en boks med light-brus flyter opp i vann, mens en tilsvarende boks som ikke er light-brus synker.

Slipp følgende to par av produkter ned i et gjennomsiktig kar med vann (som lærer bør du teste ut dette på forhånd):

  • En boks med light-brus og en boks av samme type med sukkerholdig brus (vi har brukt cola og cola light slik at forskjellen ideelt sett bare skal være sukkerinnholdet).
  • En tube med lettmajones og en tube med ekte majones

Cola light vil normalt flyte opp mens sukkerholdig cola vil synke, mens for majones skjer tilsynelatende det motsatte: lettmajones ("light") synker mens ekte majones flyter opp! Hvordan kan dette ha seg? Foto: Erik Fooladi Cola light vil normalt flyte opp mens sukkerholdig cola vil synke, mens for majones skjer tilsynelatende det motsatte: lettmajones ("light") synker mens ekte majones flyter opp! Hvordan kan dette ha seg? Foto: Erik Fooladi

Faglig forklaring

Nøkkelordet i denne sammenheng er ikke lett, light eller tung, men massetetthet (ofte forenklet omtalt som tetthet). Gjenstander som har høyere massetetthet enn vann synker, mens gjenstander med lavere tetthet enn vann flyter opp. At noen produkter omtales som «lett» eller «light» henspiller selvsagt ikke på hvor tunge de er, eller hvor høy massetetthet de har, men primært på energiinnholdet i matvaren.

Drikker du en boks med cola, får du i deg mer energi, «flere kalorier», enn om du drikker en boks med cola light, og det samme gjelder majones. Vi har altså en potensiell konflikt mellom et formelt fagspråk og hverdagsspråket som gjerne er funksjonelt, men ikke like presist. Noen ganger blir denne lavere språklige presisjonen en snublestein for den faglige forståelsen (Mork og Erlien, 2010, s. 26; Wellington og Osborne, 2001, s. 11).

Dersom vi leser bak på pakningene vil vi imidlertid få et hint om hvorfor noen varer flyter mens andre synker.

Situasjonen med majones

Hovedingrediensene i majones er olje og vann:

  • Ekte majones inneholder 80 % olje og 16 % vann
  • Lettmajones inneholder 40 % fett og 50 % vann

Grunnen til at lettmajones er omtalt om «lett» er altså at den gir mindre energi når vi spiser den fordi en betydelig andel av oljen er byttet ut med vann. De resterende ingrediensene er oppløst i vannfasen, oljefasen eller begge. Vi har alle erfart at olje har lavere massetetthet enn vann, og derfor flyter.

Ekte majones inneholder størst andel olje, mens lettmajones inneholder størst andel vann med andre oppløste stoffer. Derfor vil dette vannet ha høyere massetetthet enn rent vann i karet som omgir tuben.

Situasjonen med cola light og cola

Leskedrikker kan i hovedsak regnes som vann med noen oppløste stoffer. Litt forenklet kan vi si at dersom vannet har mye oppløst stoff vil løsningen ha høyere tetthet enn rent vann.

  • Cola inneholder 10,6 g sukker per 100 g, i tillegg til mindre mengder av noen andre ingredienser
  • Cola light inneholder i store trekk de samme ingrediensene som cola, men sukkeret er erstattet av andre søtningsstoffer noe varierende typer og mengder. Tar vi Coca cola light som eksempel ser vi at den inneholder stoffene Sucralose og Acesulfam K. Disse er henholdsvis 650 og 180-200 ganger søtere enn sukker (Belitz, Grosch, og Schieberle, 2004). For å erstatte 10,6 g sukker i vanlig cola med disse trenger vi altså å løse opp maksimalt 0,06 g søtstoff (dersom vi bare bruker det minst søte av de to), men muligens brukes enda mindre enn dette.

Cola light inneholder altså vann med langt mindre oppløst stoff enn sukkerholdig cola og har derfor lavere massetetthet. Siden cola light også er vann med noe oppløst stoff, og boksen er av metall, skulle vi kanskje vente at denne også ville synke i vann. Vi må da huske at det både i brusboksene og majonestubene er gasslommer, og disse bidrar til at den totale massetettheten blir lavere enn den rene matvaren. Hadde ikke boksen med cola light inneholdt noe luft ville nok også denne sunket.

Praktisk tips

Ikke alle bokser med Coca Cola har samme tetthet og enkelte produksjoner av Coca Cola med sukker vil også flyte. Det er derfor viktig at læreren på forhånd sjekker at boksen med sukkerholdig Cola faktisk synker og at light-varianten faktisk flyter.

Refereranser

Belitz, H. D., Grosch, W., og Schieberle, P. (2004). Food chemistry. Berlin: Springer.

Mork, S. M., og Erlien, W. (2010). Språk og digitale verktøy i naturfag. Oslo: Universitetsforlaget.

Wellington, J. J., og Osborne, J. (2001). Language and Literacy in Science Education. Buckingham: Open University Press.

Det er publisert en rekke artikler på temaet tetthet og cola i tidsskriftet Journal of Chemical Education. Noen utvalgte referanser følger nedenfor, artikler i alfabetisk rekkefølge:

Checkai, G. og Whitsett, J. (1986). Densitydemonstration using diet soft drinks. J. Chem. Educ., 63(6), 515.

Henderson, S. K., Fenn, C. A. og Domijan, J. D. (1998). Determination of Sugar Content in Commercial Beverages by Density: A NovelExperiment for General Chemistry CoursesJ. Chem. Educ., 75(9), 1122.

Herrick, R. S., Nestor, L. P. og Benedetto, D. A. (1999). Using Data Pooling to Measure the Density of Sodas: An IntroductoryDiscovery ExperimentJ. Chem. Educ., 76(10), 1411.

Jacobsen, E. K., Paulson, D. R. og Sanger, M. J. (2008). Soda Can Density and Unexpected ResultsJ. Chem. Educ., 85(1), 18.

Mitchell, T. (1988). Questions from a can of PepsiJ. Chem. Educ., 65(12), 1070.

Sanger, M. J. (2006). Whatever Floats (or Sinks) Your CanJ. Chem. Educ., 83(2), 1632A-1632B.

Sanger, M. J. (2011). JCE Classroom Activity #108. Using Archimedes’ Principle To Explain Floating and Sinking CansJ. Chem. Educ., 88(3), 272-273.

Sanger, M. J., Humphreys, T. C. og LaPorte, M. M. (2009). Using Soda Cans To Teach Physical Science Students about DensityJ. Chem. Educ., 86(2), 209-211.

Materialer og utstyr

  • en boks light-brus
  • en boks av samme type, men sukkerholdig
  • en tube lettmajones
  • en tube ekte majones