Basiswissen

mPa·s steht für Millipascal mal Sekunde. Gemeint ist die dynamische Viskosität. Falls nicht anders angegeben: bei 20 Grad Celsius. Das übliche Formelzeichen ist das kleine griechische eta. Zur Abschätzung des Effektes wurde ein Laborversuch in einer Lernwerkstatt durchgeführt. Die Ergebnisse können nützlich für die Planung eigener Versuche sein.

Vergleich mit anderen Stoffen

Die Viskosität, auf Deutsch die Zähigkeit, von Glycerin liegt in mPa·s relativ hoch im Vergleich mit anderen alltagsüblichen Flüssigkeiten:

Petroleum: 0,65

Spiritus (Ethanol): 1,19

Wasser (5 Grad Celsius): 1,52

Wasser (10 Grad Celsius): 1,297

Wasser (20 Grad Celsius): 1,00

Wasser (25 Grad Celsius): 0,891

Traubensaft: 2 bis 5

Kaffeesahne: etwa 10

Olivenöl: etwa 100

Glycerin [rein]: 1480

Honig: etwa 10000

Glycerin ist also sehr viel viskoser als Wasser. Und auch im Vergleich zu eher langsam fließenden Flüssigkeiten wie Salatöl ist es noch deutlich stärker viskos. Es kommt aber bei weitem nicht an die Werte von Honig heran. Für die ganze Tabelle siehe den Artikel 👉 Viskositäten

Einfluss des Wassergehalts

Glycerin ist stark hygroskop. Es kann Wasserdampf aus der Luft aufnehmen und dadurch an Dichte verlieren. Und schon bei geringen Mengen an Wasser geht die dynamische Viskosität drastisch zurück.

Praktische Abschätzung

Was heißt es nun, dass Glycerin eine relativ hohe Viskosität hat? Was bedeutet das für praktischer Experimente? Wie könnte man die hohe Viskosität sichtbar machen?

In unserer Lernwerkstatt in Aachen^[1] ließen wir ein kleines Stückchen Bernstein in Leitungswasser, Salzwasser, Spiritus und Glycerin sinken oder steigen, je nach Dichte.^[2] Das Bernsteinstück wog 0,14 Gramm, war etwa 14 mm lang und hatte einen Durchmesser quer zur Längsachse von etwa 5 mm. Es war aber nicht ganz zylinderförmig sondern eher kantig, wie ein Faustkeil. Dabei konnten wir grob Geschwindigkeiten in mm/s für die Steig- und Sinkraten abschätzen. Wegen der hohen Viskosität sollte die Bewegung in Glycerin trotz recht langsam sein:

In Leitungswasser: Sinkrate von etwa 100 mm/s

In Spiritus: Sinkrate von mehr als 100 mm/s

In Salzwasser, Dichte 1,064 g/cm³, Sinkrate von etwa: 7 mm/s

In Glycerin, Dichte 1,22 g/cm³^[3], Steigrate von etwa: 6 mm/s

Was hier den Effekt der Viskosität überlagert ist die Dichte der Flüssigkeiten. Im Salzwasser ist das Stückchen sehr langsam zu Boden gesunken, ein anderes Stückchen ist im Salzwasser jedoch aufgestiegen. Nimmt man an, dass die wahre Dichte des Bernsteinstückes um oder unter 1,1 g/cm³ liegt, dann ist sein Dichteunterschied zu Wasser etwa genauso groß wie zu Glycerin. Dann dürfte man von den Dichten alleine her erwarten, dass sich das Stück in Wasser ähnlich schnell bewegt wie in Glycerin. Tatsächlich aber hat sich das Bernsteinstück in Wasser rund 16 mal so schnell nach unten bewegt wie im Glycerin nach oben. Das könnte der Effekt der hohen Viskosität des Glycerins gewesen sein.

TO-DO:

Um den Einfluss der Viskosität von Glycerin besser abschätzen zu können, sollte ein Schwimm-Sink-Versuch mit Flüssigkeiten sehr ähnlicher Dichte aber sehr unterschiedlicher Viskosität durchgeführt werden. Interessant ist dabei das Stichwort der kinematischen Viskosität, in dem die Dichte und die dynamische Viskosität beide verbunden sind. Die Vorgehensweise, nur einen Einflussfaktor zu variieren und alle anderen möglichst unverändert (konstant) zu halten, bezeichnet man als Prinzip des 👉 Ceteris paribus

Fußnoten

[1] Gemeint ist die Mathe-AC Lernwerstatt Aachen, gegründet 2010. Für naturwissenschaftlich interessierte Kinder und Jungendliche werden dort naturwissenschaftliche Experimente mit einfachen Materialien durcheführt. Online: www.mathe-ac.de

[2] Der Versuch vom Februar und März 2026 zum Schwimmen, Sinken und Steigen von Bernstein wurde federführend von Leo Riihijärvi durchgeführt. Er ist ausführlich beschrieben im Artikel zum 👉 Bernstein-Schwimm-Versuch

[3] Glycerin hat eine Dichte von 1,26 g/cm³. Wir haben die Dichte des gekauften Glycerins auf zwei Weisen gemessen: einmal mit einer Dichtespindel und einmal volumetrisch. In beiden Fällen lag die Dichte deutlich unter dem Wert auf der Produktverpackung (Flasche), nämlich bei etwa 1,22 g/cm³. Möglicherweise hat das schon recht alte Glycerin durch mehrfaches Öffnen der Flasche Wasser aus der Umgebungsluft aufgenommen. Glycerin ist auch sehr 👉 hygroskop

[4] Die dynamische Viskosität hängt stark vom Wassergehalt ab: Trejo González, José A.; Longinotti, María P.; Corti, Horacio R.: The Viscosity of Glycerol–Water Mixtures Including the Supercooled Region. Journal of Chemical & Engineering Data 56, no. 4 (2011): 1397–1406. Online: https://doi.org/10.1021/je101164q