A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 9 Ω
Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Bernstein-Schwimm-Versuch

Physik

© 2026


Basiswissen｜ Video｜ Anleitung｜ Kurze Version｜ Sinn & Zweck: Aufbereitung｜ Material｜ Liste｜ Bernstein｜ Salzwasser｜ Glycerin｜ Spiritus｜ Gefäße｜ Sonstiges｜ Durchführung: Glycerin｜ Durchführung: Salzwasser｜ Durchführung: Leitungswasser｜ Durchführung: Spiritus｜ Ergebnisdarstellung｜ Folgeversuch｜ Forschung und Technik｜ REMAV Leichstoffabscheider｜ Steinert Nasstrommelscheider｜ Eltern- und Lehrertipps｜ Fußnoten


Basiswissen


„Kann ein Sandstein schwimmen?“- „Kommt drauf an“ könnte ein Verfahrenstechniker antworten und hinzufügen: „die Frage ist schlecht gestellt.“ In einem Versuch mit Bernstein zeigen wir, worauf es ankommt, ob etwas schwimmt oder nicht. Und irgendwo weiter unten ist auch die Frage mit dem Sandstein beantwortet. Man kann den Versuch mit Kindern in der Grundschule aber auch mit Studenten durchführen. Die einfachste Version dauert weniger als eine Minute. Eine rechnerische Auswertung kann Stunden in Anspruch nehmen.



Bildbeschreibung und Urheberrecht
Links oben: Bernstein in Leitungswasser sinkt zu Boden. Links unten: in Salzwasser steigt es nach oben. Rechts: ein kleines Stück Bernstein benötigte in Glycerin mit einer gemessenen Dichte von 1,20 g/cm³ um die 45 Sekunden, um vom Boden bis auf die 25 cm höhere Oberlfäche aufzusteigen. Zum Effekt der Dichte kommt hier auch die Wirkung der Zähigkeit hinzu.☛


Video




In einem ersten Pilotversuch wurde Sand mit Bernsteinstückchen in einen Becher mit Leitungswasser gekippt. [11] Es gab einige überraschende Phänomene, die man später vielleicht technisch für die Aufbereitung von Gemischen aus Sand, Kies und Bernstein nutzen könnte.

Anleitung


Kurze Version


Man nimmt etwa einen Teelöffel voll kleiner Stückchen Bernstein, wie man sie im Schmucksteinhandel für wenig Geld [1] kaufen kann. Man teilt den Haufen in zwei etwa gleich große Hälften. Die eine Hälfte wird in ein Glas mit reinem Leitungswasser gegeben, die andere Hälfte in stark salziges Wasser.

MERKSATZ:

Bernstein in Leitungswasser sinkt zu Boden. Dieselben Stückchen schwimmen in stark salzigem Wasser fast alle an der Oberfläche.

Der springende Punkt ist die sogenannte Dichte der Flüssigkeit. Hat man zwei gleiche Mengen von Wasser, dann ist das Salzwasser deutlich schwerer als das Leitungswasser. Man hat dann "mehr Gramm pro Milliliter". Man sagt, dass die Dichte von Salzwasser größer ist als die Dichte von Leitungswasser. Und je dichter eine Flüssigkeit ist, desto leichter können Dinge auf ihr schwimmen. Siehe auch 👉 Salzwasserdichte

Doch was könnte man praktisch mit einer solcher Erkenntnis anfangen? So gut wie niemand würde im Alltag Bernstein auf verschiedene Flüssigkeiten geben und sich dann an der bloßen Beobachtungen erfreuen, dass der Bernstein bei manchen schwimmt und bei anderen zum Boden sinkt. Der Mensch ist so gestrickt, dass er ständig und überall nach einem Nutzen fragt, große Effekte herbeiführen will, neue Techniken entwickeln möchte. Und um ein Beispiel dafür geht es im folgenden Abschnitt.

Sinn & Zweck: Aufbereitung


In der ehemals ostpreußischen Stadt Palmnicken, dem heutigen Jantar in Russland, findet man Bernstein im tonigen und sandigen Untergrund im Boden. In einem Tagebau wird das Material abgebaut. In einem Kubikmeter Boden kann man zum Beispiel 2 Kilogramm Bernstein finden. [2] Aber auch in den Braunkohletagebauen in Mitteldeutschland gab es Erdschichten, die viel wertvollen Bernstein enthielten. Man darf sich das so vorstellen, dass große Eimerketten- und Schaufelradbagger ständig große Mengen an lockerem Material (kein Felsgestein) auf ein Förderband werfen. Auf diesem schnellen Förderband würde das Material schnell an einem Beobachter vorbeihuschen. In diesem sogenannten Material- oder Förderstrom sind dann hier und da verteilt die kleinen Stückchen Bernstein.


Dieses Bild ist für das Verständnis des Textes nicht wichtig. Das Bild wird im Text nicht erwähnt.
Hier sieht man wie ein sogenannter Eimerkettenbagger den Untergrund abgräbt. In dem gebaggerten Material sind hier und da verteilt die begehrten Stücke und Stückchen aus Bernstein. Wie viel Material hier anfällt macht der voll beladene Güterzeug deutlich. Die Frage ist: wie fischt man aus dem Material in den großen Güterwaggons den Bernstein heraus?

Ein ähnliches Problem haben Diamantsuche im südlichen Afrika. Dort werden von Küsten und em Meeresboden große Mengen an Sand abgegraben und abgesaugt. Und im Sand versteckt sind hier und da die sehr, sehr wenigen aber äußerst wertvollen Diamanten. Wie findet man sie? [4]

Wie man solche Fragen und Probleme angeht, gehört in das Gebiet der sogenannten Aufbereitung. Die Aufbereitungstechnik ist eng verwandt mit der Verfahrenstechnik. Man kann solche Fächer an Hochschulen auch als Studium wählen. Wenn es darum geht, neue Verfahren zu entwickeln, führt das nach der ersten Idee oft zu Versuchen im Labor. Mit Laborversuchen kann man oft interessante Kennwerte und Effekte näher betrachten. Genau das machen wir jetzt in dem folgenden Versuch.

Material


Liste


  • -> Sieb [optional]

Bernstein


Bernstein ist überraschend billig. Dabei muss man sich aber mit kleinen Stückchen zufrieden geben. Große Stücke werden schnell teuer. Im Handel wird oft ein sogenanntes Bernsteingranulat angeboten. [1] Das ist die billigste Variante und für die Versuche hier auch ideal: viele kleine Stücke, als Haufen vielleicht für einen Teelöffel ausreichen, sind für den Versuch hier gut.

Salzwasser


Man könnte Salzwasser von Urlaub mitbringen. [5] Aber vom Effekt her genau so gut funktioniert selbst hergestelltes Salzwasser. Je salziger das Wasser ist, desto eher schwimmt der Bernstein auf ihm.

Ab etwa 70 Promille ist das Salzwasser dichter als Bernstein. Das wären etwa 70 Gramm Salz auf einen Liter Wasser. Das wäre gut doppelt so salzig wie das Wasser der Nordsee.

Auch ohne Waage kann man das Salzwasser herstellen: wenn man den Boden eines Bechers mit etwa 1 cm Salz bedeckt und dann den Becher bis auf etwa 4 cm Höhe mit heißem Wasser auffüllt, hat man eine Mischung für ein ausreichend dichtes Salzwasser. Das Salz ist dann ganz aufgelöst, wenn das Wasser auch beim Rühren ganz klar bleibt.

Glycerin


Glycerin kann man in Apotheken, Drogerien und immer auch im Versandhandel kaufen. Es ist eine zähe, süße Flüssigkeit und trotzt ihres bedrohlichen Namens (Nitrogylcerin) sogar als Lebensmittel zugelassen. Man könnte es theoretisch essen. Wichtig für den Versuch hier ist die hohe von etwa 1,26.
Damit ist es deutlich dichter als Bernstein. Man kann Bernsteinstücken auf den Boden eines Glases mit Glycerin drücken. Sie werden sehr schnell wieder nach oben streben und dann an der Oberfläche bleiben. Siehe auch 👉 Glycerin

Spiritus


Spiritus oder reiner Alkohol können in jeder Drogerie in großen Mengen, etwa in Flaschen für einen Liter, preiswert gekauft werden. Solange Spiritus auf dem Behälter steht, ist es für den Bernstein-Schwimm-Versuch geeignet. Der Geschmack ist unwichtig. Achtung: Spiritus ist leicht entzündlich und nicht immer leicht zu löschen.

Gefäße


Um den bloßen Effekt von Schwimmen und Sinken zu betrachten ist die Art des Gefäßes recht unwichtig. Irgendwelche Becher oder Gläser tun es. Will man aber dem Bernstein auch unter der Oberfläche zusehen, sind Glasgefäße ideal. Für Versuche mit Messungen sind Messbecher und Messzylinder ideal.

  • Nur für den rein qualitativen Effekt: einfache Becher
  • Für Beobachtungen "unter Wasser": durchsichtige Gläser

Für die Tischversuche in unserer Lernwerkstatt in Aachen haben sich gläserne Messbecher mit einem Durchmesser von etwa 5 cm gut bewährt. Man benötigt dann nicht zu viel Flüssigkeit und hat dennoch ausreichend Platz für ein bequemes Hantieren.

Sonstiges


Wie kriegt man den Bernstein später wieder aus der Flüssigkeit heraus? Man kann dazu Siebe und Pinzetten verwenden. Ein bloßes Abgießen über den Rand in den Abfluss birgt die Gefahr, dass ein kleines Stückchen Bernstein mit dem Wasser Richtung Klärwerk verschwindet.


Die Waage macht Sinn, wenn man sehr exakt die verwendeten Massen bestimmen will. Wie viel Flüssigkeit man hat, lässt sich oft bequemer mit einer Waage als mit Messgefäßen bestimmen.

Durchführung: Glycerin


Wir fangen mit dem Glycerin an. Dort sehen wir am deutlichsten, was schwimmen heißt. Beim Glycerin wirken starkte Kräfte auf die Bernsteinstücken, um sie an der Oberfläche zu halten und nach dort zurück zu bringen.

Messbecher

  • Stelle einen leeren Messbecher auf eine Waage. Notiere das angezeigte Gewicht.
  • Fülle einen Messbecher bis auf eine Höhe von etwa 1 cm mit Glycerin auf. Das Glycerin muss tief genug sein, dass die Bernsteinstückchen ganz untergetaucht werden können.
  • Notiere das jetzt angezeigte gemeinsame Gewicht des Bechers mit Glycerin.
  • Messe das Volumen des Glycerins, zum Beispiel über Ablesen an der Skala. Wenn die Oberfläche wie ein dicker Strich aussieht, liest vom unteren Rand des Striches ab. Siehe dazu auch 👉 Meniskus
  • Berechne das Volumen des Glycerins: miss den Innendurchmesser des Messbechers und die Höhe des Glycerins. Das Glycerin füllt als Form einen Zylinder aus. Berechne das 👉 Zylindervolumen

Dichte

  • Glycerin in stark hygroskop. Es zieht also Wasser aus der Luft an.
  • Steht Glycerin offen in einem Raum, bildet sich oben dann ein Wassersee aus. [6]
  • Mit den folgenden Messungen überprüft man die Reinheit des Glycerins.
  • Berechne aus den Messwerten von oben die Masse des Glycerins in g [Gramm]
  • Berechne oder nimm aus den Werten oben das Volumen des Glycerins in cm³ [Kubikzentimeter]
  • Berechne, wie viel mal so groß die Grammzahl ist wie die Kubikzentimeterzahl.

Schwimmversuch

Wenn die Dichte deutlich über 1,2 g/cm³ liegt, sollte der Versuch einen sehr deutlichen Effekt zeigen. Der Bernstein wird wie von Zauberhand geführt immer wieder der Oberfläche zustreben.

  • Setze ein Stück Bernstein auf die Oberfläche des Glycerins. Der Bernstein sollte stabil schwimmen.
  • Drücke das Stück Bernstein mit der Pinzette auf den Boden des Bechers. Der Bernstein sollte schnell wieder nach oben aufsteigen.

Interessant ist hier noch der Einfluss der Zähigkeit. Glycerin ist, wie auch zum Beispiel Honig, sehr zähflüssig. Das heißt, die Bewegung des Bernsteins ist wie in einem klebrigen Stoff. Das macht den Aufstieg des Bernsteins vom Boden an die Oberfläche vielleicht langsam. Aber letzten Endes sollte der Bernstein immer wieder zur Oberfläche zurück gekehrt sein.


TO-DO:

Könnte man den Effekt des langsam aufsteienden Bernsteins auch mit Honig erzielen? Wäre Honig dicht genug? Würden die Glycerinstückchen, einmal auf den Boden eines Honigglases gedrückt, letztendlich darin von alleine aufsteigen?


Steigrate

Hat man ein Stückchen Bernstein gefunden, das im Glycerin gut nach oben aufsteigt, kann man die sogenannte Steigrate bestimmen. Das Wort wird eigentlich eher in der Fliegerei verwendet. Ein Spielzeug-Gasballon kann mit zum Beispiel 2 Metern pro Sekunde aufsteigen. Für ein kleines Sportflugzeug sind 4 bis 5 Meter pro Sekunde typisch, für eine Düsenverkehrsmaschine auch 14 Meter pro Sekunde. Die Stückchen Bernstein im Glycerin werden sehr viel langsamer aufsteigen. Meter pro Sekunde wäre eine unpraktische Angabe. Für unsere Versuche sinnvoll ist eher eine Angabe Millimetern pro Sekunde.

  • Setze das Bernsteinstückchen auf den Boden.
  • Lasse es los. Miss die Zeit bis zum Erreichen der Oberfläche in Sekunden.
  • Wenn die Zeit zu kurz ist, gieße mehr Glycerin in das Gefäß.
  • Miss die Höhe vom Boden bis zur Oberfläche in Millimetern.
  • Teile die Millimeterzahl durch die Sekundenzahl.

Werte für die Dichte und Steigraten können später dabei helfen, wenn man Anlagen bauen will, in denen Bernstein in einem industriellen Maßstab getrennt werden soll. Das Glycerin hätte den Vorteil, dass Bernstein deutlich oben aufschwimmt, Steine aber noch absinken würden. Aber der Vorgang der Trennung dauert vielleicht zu lange. Vielleicht finden sich für eine Trennung von Bernstein und "Nebengestein" noch bessere Flüssigkeiten?

Durchführung: Salzwasser


Auch mit Salzwasser kann man Bernstein aufschwimmen lassen. Hier ist der Charme, dass man Wasser mit verschiedenen Salzgehalten selbst anrühren kann. Damit kann man auch Wasser verschiedener Dichten herstellen. Bis 1,15 g/cm³ sind problemlos machbar. Damit kommt man deutlich über die Dichte von reinem Bernstein, die oft bei nur etwa 1,050 g/cm³ liegt. Wie das Salzwasser hergestellt werden kann, wurde weiter oben schon einmal beschrieben. Eine einfache Variante ist es, den Boden des Glases mit 1 cm Kochsalz zu bedecken. Dann füllt man das Glas bis auf 4 cm Höhe mit Wasser an. Gut umrühren bis das Wasser ganz klar ist, und fertig ist das Salzwasser.

Messbecher

  • Stelle einen leeren Messbecher auf eine Waage. Notiere das angezeigte Gewicht.
  • Fülle einen Messbecher bis auf eine Höhe von etwa 1 cm mit Kochsalz (Natriumchlorid) auf.
  • Notiere das Gewicht von Messbecher mit dem Salz.
  • Fülle den Becher bis auf 4 cm Höhe mit Leitungswasser auf.
  • Notiere das Gewicht des Messbechers mit dem Salz und dem Leitungswasser.
  • Die bis jetzt notierten Gewichte erlauben es später, den Salzgehalt des Wasser zu berechnen.
  • Aus dem Durchmesser des Messbechers und der Füllhöhe des Salzwassers kann man das Volumen des Salzwassers berechnen 👉 Zylindervolumen
  • Der Gewichtsunterschied des Messbechers mit dem Salzwasser zum leeren Messbecher gibt die Masse des Salzwassers.

Dichte

  • Es gibt dichtes und weniger dichtes Salzwasser. Die Dichte hängt vom Salzgehalt ab.
  • Teile das Gewicht des Salzwassers in Gramm durch sein Volumen in cm³.
  • Wenn die Dichte über 1,10 g/cm³ sollte es für den Versuch gut sein.

Schwimmversuch

Wenn die Dichte deutlich über 1,1 g/cm³ liegt, sollte der Versuch einen Effekt zeigen. Die meisten Bernsteinstückchen sollten oben auf der Oberfläche des Salzwassers schwimmen.

  • Setze ein Stück Bernstein auf die Oberfläche des Salzwassers. Der Bernstein sollte stabil schwimmen.
  • Drücke das Stück Bernstein mit der Pinzette auf den Boden des Bechers. Der Bernstein sollte wieder nach oben aufsteigen.

Beim Glycerin hatten wir beobachtet, dass die Zähigkeit den Aufstieg des Bernsteins etwas verlangsamt. Glycerin ist sehr zähflüssig, das Fachwort dafür ist viskos. Aber Salzwasser ist sehr viel weniger viskos. Entsprechend schneller sollte das Stückchen Bernstein aufsteigen.

Steigrate

Hat man ein Stückchen Bernstein gefunden, das im Salzwasser gut nach oben aufsteigt, kann man wieder wie schon beim Glycerin die Steigrate bestimmen.

  • Setze das Bernsteinstückchen auf den Boden.
  • Lasse es los. Miss die Zeit bis zum Erreichen der Oberfläche in Sekunden.
  • Wenn die Zeit zu kurz ist, gieße mehr Salzwasser in das Gefäß.
  • Miss die Höhe vom Boden bis zur Oberfläche in Millimetern.
  • Teile die Millimeterzahl durch die Sekundenzahl.

Eine hohe Steigrate könnte die industrielle Trennung sehr beschleunigen. Kippt man Bernstein zusammen mit Sand und kleinen Kiesstückchen in Salzwasser, wäre es ideal, wenn der Bernstein oben schwimmend bleibt und die anderen Stoffe zu Boden sinken. Wird ein Stückchen Bernstein beim Schüttvorgang mit zu Boden gerissen, wäre es gut, wenn es von alleine schnell wieder aufsteigt.

Durchführung: Leitungswasser


Nun betrachten wir, wie sich Bernstein in Leitungswasser verhält. Leitungswasser hat etwas weniger Dichte als Glycerin. Da die Dichte von echten Bernsteinstücken nicht immer gleich ist, kann es manche Stücke geben die Schwimmern, andere sinken zum Boden ab. Ein Grund für besonders leichte Stückchen Bernstein können etwa eingeschlossene Luftblasen sein.

Messbecher

  • Stelle einen leeren Messbecher auf eine Waage. Notiere das angezeigte Gewicht.
  • Fülle einen Messbecher bis auf eine Höhe von etwa 4 bis 10 cm mit Leitungswasser.
  • Leitungswasser ist billig. Je höher aufgefüllt, desto besser.
  • Notiere das jetzt angezeigte Gewicht von Becher mit Wasser.
  • Messe das Volumen des Wassers, zum Beispiel über Ablesen an der Skala. Wenn die Oberfläche wie ein dicker Strich aussieht, liest vom unteren Rand des Striches ab. Siehe dazu auch 👉 Meniskus
  • Berechne das Volumen des Wassers: miss den Innendurchmesser des Messbechers und die Höhe des Glycerins. Das Glycerin füllt als Form einen Zylinder aus. Berechne das 👉 Zylindervolumen

Dichte

  • Berechne aus den Messwerten von oben die Masse des Wassers in g [Gramm]
  • Berechne oder nimm aus den Werten oben das Volumen des Wassers in cm³ [Kubikzentimeter]
  • Berechne, wie viel mal so groß die Grammzahl ist wie die Kubikzentimeterzahl.

Schwimmversuch

  • Gib einen halben Teelöffel von Bernsteingranulat auf die Wasseroberfläche.
  • Manche Teilchen sinken sofort zum Boden, andere bleiben an der Oberfläche.
  • Schüttele den Becher etwas. Vielleicht sinken jetzt noch mehr Teilchen ab.
  • Es kann auch sein, dass alle Stückchen zum Boden absinken.

Sehr kleine Stückchen von Bernstein könnten auch über die sogenannte Oberflächenspannung des Wassers oben gehalten werden. Den Effekt nutzen auch Tiere wie der sogenannte Wasserläufer. Hier kommt zum Kampf zwischen Schwerkraft und Auftrieb noch eine dritte Kraft hinzu. Wenn man aber einmal stark das Gefäß schüttelt oder mit einem Stab darin rührt, wird die Oberflächenspannung zerstört. Oder man gibt einen Tropfen Spülmittel ins Leitungswasser. Spültmittel zerstört auch die Oberflächenspannung. Nach beiden Maßnahmen bestimmt wieder nur die Dichte das Schwimm- und Sinkverhalten. Zum physikalischen Hintergrund siehe auch den Artikel zur 👉 Oberflächenspannung

Sinkrate

Es erscheint offensichtlich, dass von alleine abgesunkene Stücke Bernstein nicht mehr von alleine an die Oberfläche aufsteigen (eine quasi-Ausnahme lernen wir später kennen). Also macht es auch keinen Sinn, eine Steigrate bestimmen zu wollen. Stattdessen versuchen wir eine Sinkrate zu bestimmen. Aber das ist nicht ganz einfach.

  • Gib mit der Pinzette ein größeres Stückchen Bernstein auf die Wasseroberfläche.
  • Versuche mit einer Stoppuhr die Zeit bis zum Erreichen des Bodens zu messen.
  • Die Wasserhöhe in mm geteilt durch die Sinkzeit in Sekunden ergäbe die Sinkrate in mm/s.

Es kann gut sein, dass die Stückchen Bernstein aber im Wasser so schnell zu Boden sinken, dass ma die Zeit mit einer handgeführten Stoppuhr nur schlecht messen kann. Zu träge ist unsere Reaktion oder die Schaltermechanik der Uhr. Zwei Ideen können weiter helfen.

  • Die Sinkzeit über die Auswertung eines Films in Zeitlupe bestimmen
  • Die Sinkzeit mit Taucherbrille im Sprungbecken eines Schwimmbads messen.

Videoauswertungen sind heute über Apps selbst für jüngere Kinder oft kein Problem mehr. Kniffliger dürfte der Versuch sein, ein kleine Stückchen Bernstein in einer vielleicht 4 Meter tiefen Sprunggrube in einem Schwimmbad zu bestimmen. Man benögtigt eine wasserfeste Stoppuhr, muss mit dem Teilchen gemeinsam zu Boden tauchen und darf durhc eigene Schwimmbewegungen das Sinken des Bernsteins nicht stören.

Wer eine Sinkrate irgendwie bestimmt hat, sollte möglichst überzeugend dokumentieren, warum man dem Wert glauben sollte.

Durchführung: Spiritus


Zuletzt betrachten wir, wie sich die Stückchen Bernstein in Spiritus, also reinem Alkohol, verhalten. Spiritus ist noch einmal sehr viel weniger dicht als Leitungswasser. Ein Kubikzentimeter Spiritus wiegt nur etwa 0,79 Gramm. Die Dichte ist also etwa 0,79 g/cm³. Ein Mensch, der in ein Schwimmbecken voll mit Spiritus springen würde, hätte wahrscheinlich keine Chance, sich schwimmend an der Oberfläche zu halten. Er würde hilflos im Alkohol zu Boden sinken.

Messbecher

  • Stelle einen leeren Messbecher auf eine Waage. Notiere das angezeigte Gewicht.
  • Spiritus ist nicht allzu teuer. Wir müssen also nicht besonders sparsam vorgehen.
  • Fülle einen Messbecher bis auf eine Höhe von etwa 4 bis 10 cm mit Spiritus.
  • Notiere das jetzt angezeigte Gewicht des Bechers mit dem Spiritus.
  • Messe das Volumen des Spiritus, zum Beispiel über Ablesen an der Skala.
  • Berechne das Volumen des Spiritus: miss den Innendurchmesser des Messbechers und die Höhe des Spiritus.

Dichte

  • Berechne aus den Messwerten von oben die Masse des Spiritus in g [Gramm]
  • Berechne oder nimm aus den Werten oben das Volumen des Spiritus in cm³ [Kubikzentimeter]
  • Berechne, wie viel mal so groß die Grammzahl ist wie die Kubikzentimeterzahl.

Sinkversuch

  • Gib einen halben Teelöffel von Bernsteingranulat auf die Oberfläche des Spiritus.
  • Wegen des große Dichteunterschieds sollten so gut wie alle Bernsteinstückchen zu Boden sinken.
  • Gibt es Bernsteinstückchen, die im Spiritus nicht zu Boden sinken? Auch nach einem Schütteln nicht? Falls ja, gibt es etwas Besonders an diesen Stücken?

Sinkrate

Vermutlich werden die Bernsteinstücke in dem Spiritus sehr schnell zu Boden. Ähnlich wie schon bei dem Sinkversuch mit Wasser kann es knifflig werden, die Sinkrate in mm/s (Millimeter pro Sekunde) zu bestimmen. Hier sind neue Ideen immer willkommen.

  • Gib mit der Pinzette ein größeres Stückchen Bernstein auf die Oberfläche des Spiritus.
  • Versuche mit einer Stoppuhr die Zeit bis zum Erreichen des Bodens zu messen.
  • Die Wasserhöhe in mm geteilt durch die Sinkzeit in Sekunden ergäbe die Sinkrate in mm/s.

Wenn der Bernstein im Spiritus zu schnell für eine Messung zu Boden sinkt, dann könnte ein Video in Zeitlupe mit anschließender Auswertung der Fallzeit helfen. Alternativ könnte man auch versuchen, eine größere Menge Spiritus in einen langen dünnen Messzylinder zu füllen. So könnte man Sinkstrecken von mehreren Dezimetern erreichen.

Ergebnisdarstellung


Führt man den Versuch so ausführlich wie oben beschrieben durch, kann schnell viel Papier mit dann unübersichtlich vielen verschiedenen Notizen und Rechnungen entstehen. Für eine theoretische Auswertung ist es dann sinnvoll, die wichtigsten Ergebnisse übersichtlich und kompakt auf einer Seite zusammenzufassen. Hier ist ein Vorschlag, welche Angaben am Ende "auf einen Griff" zusammen gestellt sein sollten:

Glycerin

  • Schwimmfähigkeit von Bernstein in Glycerin: _______ ja/nein
  • Gemessene Dichte von Glycerin: _______ g/cm³
  • Höhe des Glycerins im Gefäß: ______ cm
  • Steigrate von Bernstein: ______ mm/s
  • Beobachtungen: ____________________

Salzwasser

  • Schwimmfähigkeit von Bernstein in Salzwasser: _______ ja/nein
  • Gemessene Dichte von Salzwasser: _______ g/cm³
  • Höhe des Salzwassers im Gefäß: ______ cm
  • Steigrate von Bernstein: ______ mm/s
  • Beobachtungen: ____________________

Leitungswasser

  • Schwimmfähigkeit von Bernstein in Leitungswasser: _______ ja/nein
  • Gemessene Dichte des Salzwassers: _______ g/cm³
  • Höhe des Salzwassers im Gefäß: ______ cm
  • Steigrate von Bernstein: ______ mm/s
  • Beobachtungen: ____________________

Leitungswasser

  • Schwimmfähigkeit von Bernstein in Spiritus: _______ ja/nein
  • Gemessene Dichte von Spiritus: _______ g/cm³
  • Höhe des Spiritus im Gefäß: ______ cm
  • Steigrate von Bernstein: ______ mm/s
  • Beobachtungen: ____________________

Zwischenfazit:

Empfehlung; welche Flüssigkeit aus technischer Sicht am besten dazu geeignet sein könnte, Bernstein schnell und zuverlässig von Sand und Kies zu trennen: __________________________________

Folgeversuch


Der Bernstein-Schwimm-Versuch konnte bis hier ein Gefühl für die doch sehr unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Flüssigkeiten geben. Nun kann man überlegen, ob man daraus ein Verfahren zur automatischen Trennung von Bernstein von Sand, Kies, Lehm und Ton machen könnte. Dazu könnte man eine vorher abgezählte Menge an Bernstein mit einer größeren Menge Sand oder ähnlichem Material vermischen. Wie gut kann man mit einem selbstgebauten Schwimm-Sink-Scheider das begehrte "Wertmineral" vom störenden "Nebengestein" trennen?

Forschung und Technik


Sogenannte Schwimm-Sink-Scheider sind ein fester Bestandteil vieler Industrieanlagen. Man findet sie zum Beispiel in Aufbereitungsanlagen von Bergwerken. Aber auch zur Trennung von Müll und Bauschutt werde sie eingesetzt. Im ständigen Wettkampf um billigere der bessere Produkte ist die Technik aber noch nicht ausgereift. Immer wieder werben Firmen mit neuen Technologien, um sich am Markt behaupten zu können. Dazu stehen hier kurz einige Beispiele.

REMAV Leichstoffabscheider


Die Firma REMAV aus dem hessischen Viernheim bei Mannheim, in der oberrheinischen Tiefebene, stellt seit dem Jahr 1973 Maschinen zum Sieben, Brechen und Sortieren von Stoffen her. Im Jahr 2026 bot die Firma auf ihrer Webseite die Leichtstoffabscheider LA1200 und LA1400 als "Sortieranlage für stark verunreinigten Bauschutt oder Schrott" an. Mit einem "innovativen Schwimm-Sink-Verfahren trennt diese Anlage effizient Leicht- von Schwerstoffen", heißt es auf der Webseite. Die trennende Flüssigkeit war hier reines Wasser.

  • Aufgabekapazität LA1400: 30-40 m³/h
  • Aufgabekapazität LA1200: 20-30 m³/h
  • Aufgabehöhe: 2,7 m
  • Installierte Leistung: 9 kW
  • Wannenvolumen: 4-5 cmb [m³]
  • Leergewicht: 4,5 to [Tonnen]

Was sind die Vorteile dieses Gerätes gegenüber anderen Geräten? Auf der Webseite ist die Rede von einer "Revolution im Recycling".

RANDOTIZ !Wenig Energie! Die Firma wirbt zunächst mit "Energieeffizienz". Energie kostet Geld und dort kann man sparen. Der Verbrauch wurde mit 7 kWh/h angeben. Geht man von Stromkosten von vielleicht 30 Cent pro Kilowattstunde aus, so kommt man auf reine Stromkosten von nur knapp über zwei Euro pro Stunde. So viel kostet heute manche Kugel Eis im Eissalon.

RANDOTIZ !Wenig Wasser! Ein weiterer Vorteil sei, dass "kein Abwasser" anfällt. Wasser ist (noch) nicht besonders teuer. Man kann 1000 Liter Wasser einschließlich der Abwassergebühren für etwa 4 Euro kaufen. [8] So manche Eiskugel aus der Eisdiele kostet heute schon um die zwei Euro. Aber wenn bei Industrieprozessen große Mengen Wasser nötig werden, können auch hier ganz ansehnliche Kosten anfallen.

RANDOTIZ !Simpel! Desweiteren wird mit "Benutzerfreundlichkeit" geworben. "Regelmäßige Wartungsarbeiten" soll man "ohne spezielle Werkezeuge" durchführen können. Desweiteren zeigt ein Photo eine "einfache und intuitive Bedienung". Man sieht wenige Schaltknöpfe und kein Display, kein Touchscreen.

Wozu?
Aber wozu sollte es sinnvoll sein, leichte Stoffe aus Bauschutt abzutrennen? Warum nicht einfach alles auf die Deponie (Müllkippe) fahren und gut ist? Das erklärt die Firma in einem Video: früher konnte man Müll kostenlos auf Deponien kippen. Heute fallen dafür hohe Kosten an. Kann man den Schutt selbst trennen muss er vielleicht nicht mehr deponiert werden, sondern kann als neuer Rohstoff sogar weiter verwendet werden.

Steinert Nasstrommelscheider


Unserem Versuch mit dem Salzwasser als "Trennmedium", als Flüssigkeit kommt ein Gerat aus dem Rheinland nahe: die Firma Steinert aus Köln bietet ein Gerät für eine "hocheffiziente Rückgewinnung von FeSi oder Magnetit aus der Schwimm-Sinkscheidung und Nassaufbereitung von Feinkorn" an. Was hat es damit auf sich?

Erze
Im Bergbau möchte man oft Eisenerze von wertlosem Nebengestein trennen. Die begehten Metalle sind oft in fein verteilten Mineralen in größeren Steinen enthalten. Um die metallhaltigen Minerale vom wertlosen Gestein zu trennen, wird das Gestein zunächst stark zerkleiner, es wird aufgemahlen. Die metallhaltigen Minerale sind oft dichter (schwerer) als die metallfreien Minerale. Damit kommt die Ideen der Sink-Schwimm-Trennung ins Spiel. Doch ist Wasser mit einer Dichte von um die 1 g/cm³ viel zu wenig dicht für die Minerale. Ihre Dichten liegen oft deutlich über 2 bis vielleicht sogar 4 oder 5 g/cm³. Und metallfreie Minerale habe oft Dichten von um die 2 bis 3 g/cm³. Man benötigt also eine Flüssigkeit mit einer Dichte von größer als 2 g/cm³. Salzwasser wäre billig, aber kommt bei Weitem nicht an die benötigten Dichten heran. Satt Salzwasser kann man alternativ sehr kleine Partikel des Minerals Magnetit verwenden.

Schwertrübe! Magnetit selbst hat eine Dichte von 5,2 g/cm³. Fein aufgemahlen, dass er sich wie Staub anfühlt, kann er dann mit Wasser verrührt werden. Die so entstande Suspension, oft auch Schwertrübe genannt, kann Dichten bis zu 2,2 g/cm³ erreichen. [10] Auf einer solchen Flüssigkeit würde ein leichter Sandstein schwimmen
Aber schwere Erze würden absinken. Also ist eine Magnetit-Schwertrübe oft eine gute Wahl, um schwere Erzstückchen von leichterem Nebengestein zu trennen.

Und nun kommt das Problem, das die Firma Steinert aus Köln mit ihrem "Nasstrommelmagnetscheider" mit "leistungsstarken Magneten aus Neodym-Eisen-Bor" lösen will. Die Schwertrübe ist irgendwann verunreinigt. Nach längerem Betrieb ändert sich die Dichte der Schwertrübe aus Magnetit:

  • Feine Tonpartikel reichern sich in der Trübe an und ändern die Dichte.
  • Die Magnetitpartikel werden zermahlen und werden kleiner. Das kann die Dichte beeinflusse.
  • Magnetit kann oxidieren und ändert damit seine Dichte. Das änder die Dichte der Suspension.

Die Lösung besteht darin, dass man das Magnet mit starken Magneten immer wieder aus der Suspension herausholt. Dann kann man gezielt das reinere Magnetit wieder zugeben, um die gewünschte Dichte kontrolliert neu einzstuellen. Man kann sich leicht vorstellen, das hier weitere Aufgaben wie etwa auch die Messung der Trübedichte gelöst werden müssen. Dabei darf man nie vergessen, dass in der Industrie selten die günstigen Bedingungen wie im Labor herrschen.

Eltern- und Lehrertipps


Der Bernstein-Schwimm-Versuch gehört seit etwa 2015 zum festen Repertoire unserer Aachener Lernwerkstatt. Wenn die Beschreibung oben zu umständlich oder zu eng wirkt, dann mag folgende Beobachtung helfen. Bei interessierten Kindern genügt es oft, etwas Material auf den Tisch zu stellen und nur eine einzige Frage zu stellen. Die Kinder entwickeln dann oft Ideen, auf die man selbst bisher noch nie kam. So wurde einmal aus dem bloßen Vorführeffekt der Elektrolyse ein Projekt von über anderthalb Jahren. Eine ideenfördernde Leitfrage zum Bernsteinschwimmen könnte sein: wie kann man aus einem großen Haufen Sand darin untergemischte Bernsteinstücke möglichst schnell herausfischen?

Fußnoten


  • [1] Der Ambershop aus Hamburg bot im Februar 2026 an: "1/2 Kilo (500 Gramm) rohes Bernsteingranulat. Nicht bearbeitet! Rohbernsteine von 0,2 bis 0,8 cm Größe." Der Bruttopreis inklusive Mehrwertsteuer lag bei 35 Euro. Damit kommt man auf 70 €/kg. Aber Achtung: für die gleiche Masse von einem Kilogramm bezahlt man 800 €, wenn die Stückchen größer sein sollen: "Circa 200 - 280 Stück. Steingrößen von ca. 3 - 4 cm Länge und ca. 3 - 7 Gramm Gewicht. Baltischer Rohbernstein ist ein wunderschönes Naturprodukt." Dort liegt der Preis dann bei 800 €/kg. Online: https://ambershop.de/
  • [2] Bei Palmnicken im ehemaligen Ostpreußen, lässt sich der Bernstein im Tagebau großtechnisch gewinnen: bis zu 500 t im Jahr. Der graugrüne Glaukonit Sand (= Tonmineral; Kalium-Eisen-Aluminium-Silikat; „Blaue Erde“) enthält dort etwa 2 kg Bernstein je m³ . Die Russen nannten Palmnicken nach dem 2. Weltkrieg in Anlehnung an das russische Wort für Bernstein „jantar“ in „Jantarni“ um." In: Wolfgang Hasenpusch: Vom Gold Ostpreußens zu den modernen Chemiefasern. CLB Chemie in Labor und Biotechnik, 58. Jahrgang, Heft 03/2007. Dort auf Seite 88. Online: https://www.clb.de/ck2011rx52_files/CLB03-07.pdf
  • [3] Zur Abtrennung des relativ leichten Rohbernsteins der Dichte 1,05 bis 1,10 g/cm³ von der Erde verwendete man besonders aus Braunkohlegruben in Mitteldeutschland eine konzentrierte Magnesiumchlorid-Sole (Dichte = 1,2 -1,3 g/cm³). Dabei schwamm der Bernstein auf, während sich die braunkohlehaltige Sandschicht am Boden sammelte." In: Wolfgang Hasenpusch: Vom Gold Ostpreußens zu den modernen Chemiefasern. CLB Chemie in Labor und Biotechnik, 58. Jahrgang, Heft 03/2007. Dort auf Seite 88. Online: https://www.clb.de/ck2011rx52_files/CLB03-07.pdf
  • [4] In Namibia und Südafrika konnte ich den 1990er Jahren noch selbst beobachten, wie Privatleute und kleine Unternehmen Sand abbauten und nach Diamenten durchsuchten. Sie verwendeten dazu oft einfache Siebe aber auch ausgekügelte Geräte, die Diamanten aus einem herabfallenden Strahl Sand erkannten und blitzschnell mit einem Wasserstrahl herausschießen konnten. Siehe etwa den Artikel zum 👉 Diamantkutter
  • [5] Wer das Salzwasser aus der Nordsee nachstellen möchte, löst etwa 35 Gramm Salz in einem Liter Wasser auf. Je wärmer das Wasser ist, desto schneller löst sich das Salz auf. Siehe mehr im Artikel zu 👉 Salzwasser
  • [6] Die Hygroskopie des Glycerins ist so stark, dass wir in einem Langzeitversuch seit 7 Jahren keinerlei Flüssigkeitsverlust in einem offenen Messbecher mit Glycerin hatten: im Januar 2019 wurden etwa 40 ml (Milliliter) Glycerin abgefüllt. Bis zum Februar 2026 hat die Menge an Flüssigkeit in dem Gefäß nicht abgenommen. Die Vermutung ist, dass das Glycerin Wasser aus der Luft anzieht. Da Wasser leicht ist als Glycerin schwimmt es oben auf. Und somit verdunsten letzten Endes nur Wasser, was aber bald wieder aus der Luft zurück in das Glyceringefäß gebunden wird. Siehe mehr zu diesem Langzeitversuch im Artikel zum 👉 Verdunstungsversuch (Glycerin)
  • [8] "Pro Liter Trinkwasser liegen die Preise bei etwa 0,2–0,26 Cent, das entspricht rund 2,00–2,59 Euro pro m³. Mit Abwasser steigt die Summe auf etwa 4,00–4,60 Euro pro m³, im Mittel bei ca. 4,40 Euro." Das heißt, wenn man für 1000 Liter Wasser am Ende zum Beispiel 4 Euro bezahlt, sind diese 1000 Liter Wasser in etwa so teuer wie zwei oder drei Kugeln Eis aus der Eisdiele. In: https://wasserguru.net/was-kostet-ein-kubikmeter-wasser-preise-kosten-2025/
  • [10] Schwertrüben mit Magnetit decken Dichten von 1,25 bis 2,2 g/cm³ ab: "The most common media for separation is a fine magnetite suspension in water, ferrosilicon suspension, or a mixture of the two, depending on the required separation density. Magnetite alone is used when a density is required in the range from 1.25 to 2.2 g/cm3, a mixture between 2.2 and 2.9 g/cm3, and ferrosilicon alone for a density range 2.9–3.4 g/cm³." In: Janusz S. Laskowski: The Coal Handbook. Elsevier. 2023. Dort im Kapitel "6.5.3.3 Dense media".
  • [11] Der Versuch wurde am 24. Februar 2026 gemeinsam von Jonathan Lebherz und Gunter Heim durchgeführt. Die Aufnahme erfolgte in Zeitlupe. Die Uhr im Hintergrund zeigt im inneren Zahlenkreis die wahre Zeitdauer in Sekunden an.


Startseite Impressum Feedback © 2010-2025 Nachilfe Physik Nachilfe Chemie