Saippuakupla - laboratorio

Kesä on ihanaa aikaa tutkia erilaisia asioita ja ilmiöitä lasten kanssa. Kun itse rauhoittuu, antaa aikaa ja on aidosti läsnä lasten arjessa, voi saada itselle uusia ideoita ja päästä kiinni lasten maailmaan. Lapsia havainnoimalla ja havaintoja reflektoimalla päätimme ottaa yhdeksi kesäprojektiksemme saippuakupla-laboratorion. 

Saippuakupla-laboratorion idea lähti liikkeelle ongelman ratkaisusta, joka kohdattiin arjessa – saippuakuplapurkkien perinteinen kaatuminen maahan, puhaltamisen tiimellyksessä. Kun purkkien sisältö vääjäämättä alkoi loppua, piti miettiä, miten purkit täytettäisiin. Tiedossa oli, että ainetta voitaisiin hankkia suoraan kaupasta ja ostaa isoja täyttöpulloja. Tiedettiin, että ainetta voi tehdä itse ja siihen yleensä lisätään apteekista hankittavaa glyserolia. Mutta entä jos aineet löytyisivätkin ”tavallisesta keittiökaapista” ja entä jos sitä voitaisiinkin itse kokeilla tehdä. Ongelmaan oli siis olemassa ratkaisuja, mutta mikä niistä olisi paras? Tätä lähdettiin tutkimaan saippuakupla-laboratoriossa. 

Saippuakupla-laboratoriota varten haimme ryhmään tutkimuslaatikon. Jos jollain ei vielä ole tutkimuslaatikoita, suosittelemme niitä lämpimästi. Projektia varten mietimme mitä tarvitsemme laatikosta. Koska lasten kanssa on tutkimuslaatikoita käytetty ennenkin, osa lapsista osaa jo sanoa, että vastauksia löydetään ”pädiltä” eli internetistä. Tutkimukseen alkuun mietimmekin hakusanoja yhdessä, millä tietoa voisi löytää ja rohkeasti tehtiin tiedon hakua tai arkikielisesti ”Googletettiin” saippuakuplien tekoa. Olennaista prosessissa on opettaa lapsille erilaisia tapoja löytää itse tietoa ja keksiä ratkaisuja yhdessä aikuisen kanssa ja antaa kokeilla turvallisesti eri vaihtoehtoja löytää paras keino. 

Halusimme kokeilla saippuakuplaveden tekemistä tavallisilla ainesosilla, joita löytyy useammasta keittiöstä, joten jätimme varsinaisesta kokeilusta pois apteekista saatavan glyserolin. Glyseroli on saippuakuplissa se ainesosa, joka tekee niistä kestävämpiä ja puhallettavampia, mutta harvalta löytyy sitä kotoa tai varhaiskasvatusyksiköstä, silloin kun saippuakuplapurkki kaatuu maahan ja pitäisi saada uutta ainetta purkkiin. Tehdyn tiedonhankinnan pohjalta kaivoimme tutkimuslaatikosta kokeiluun mukaan astianpesuainetta, siirappia, tomusokeria, tavallista hienoa sokeria, maissitärkkelystä, leivinjauhetta sekä ruokaöljyä. Näiden lisäksi toki tarvittiin erilaisia purkkeja ja seikoittamiseen soveltuvia välineitä. Useat ainesosat mahdollistivat erilaisten reseptien kokeilun ja vertailun. 

Kokeiluryhmät:

Vettä ja tiskiainetta 
Lasten saippuakuplapurkkeja on aiemmin täytetty tiskiaineella ja vedelle, joten tästä oli helppo lähteä liikkeelle. Pelkän veden ja tiskiaineen yhdistelmällä pystyi puhaltamaan kuplia, mutta sitä ei koettu kovin hyväksi aineseokseksi. Jos vettä ei ollut liikaa pystyi puhaltamaan. Jos tiskiainetta oli puolestaan liian paljon, se teki aineesta jähmeän ja ei miellyttävän puhaltaa. Suhdeluku puolet vettä ja puolet tiskiainetta sai eniten suosiota tämän ryhmän kokeilussa. Yleisesti ottaen tällä vesi-tiskiaine -seoksella kuplat puhkesivat helposti puhallettaessa.

Vettä, tiskiainetta ja sokerituotteita (hienoa sokeria/ tomusokeria / siirappia) 
Veden ja tiskiaineen sekaan sekoitetulla sokerituotteilla pyrittiin saamaan kuplista kestävämpiä kuin pelkän veden yhdistämisellä. Tiedon haussa selvisi, että sokeri tekee saippuakuplaliuoksesta tiheämpää, kasvattaa sen paksuutta (viskositeettiä) ja sitoo vettä estäen haihtumista. Sokeri vahvistaa saippuakuplan kalvon rakennetta ja tekee niistä elastisia ja kuplien pinnasta kristallimaisen. 

Sokerin lisäämistä nesteeseen kokeiltiin sekä kuumaan että kylmään veteen. Todettiin, että kuumaan veteen sokeri liukenee paremmin. Kuplien puhaltamisessa, seokset koettiin tahmeiksi. Erittäin tahmainen kokeiluseos saatiin siirapilla – tähän kuuma vesi soveltui parhaiten, kylmään ei tahtonut liueta. 

Seos: 2 osaa vettä, 1 osaa tiskiainetta, 1 /2 osaa siirappia

Vähemmän tahmea seos saatiin: 2 (dl) osaa vettä, 1 (dl) osaa tiskiainetta ja hieman (n. 2 tl) tomusokeria, hienoa sokeria tai siirappia (kolme koetta). Kolme erilaista koetti osoitti lähinnä sokerin liukenemista ryhmälle. Puhaltamisessa kaikki nämä seokset olivat ihan ok.

Vettä, tiskiainetta, maissitärkkelystä ja leivinjauhetta (sokeria). 

Yksi ryhmä sekoitti veteen ja tiskiaineeseen maissitärkkelystä ja leivinjauhetta. (Yhteen kokeeseen lisättiin hienoa sokeria myös) ajatuksena vaikuttaa kuplien rakenteeseen sokerin tavalla. (Jotkut laittavat kupliin liisteriäkin, sitä ei tässä kokeiltu). 

Seos: 2 osaa vettä, ½ astianpesuainetta, ½ osaa maissitärkkelystä, hieman (2 tl) leivinjauhetta. 

Seos oli toimivaa isoilla puhaltimilla ja antoi kestävän oloisia multikuplia - eli kuplaryhmiä, joissa oli kiinni monta kuplaa. Normaalilla yhden kuplan puhalluksessa, hidas puhaltaminen onnistui, voimakas rikkoi kuplat helposti. Seoksen haaste on tärkkelyksen laskeutuminen pohjaan, eli seosta pitää sekoittaa välillä. 

Vettä, tiskiainetta, sokeria ja ruokaöljyä. 

Viimeinen kokeilu yhdisti kokeiluversioita ja siinä kokeiltiin lisätä veden, tiskiaineen ja sokerin lisäksi seokseen muutama tippa ruokaöljyä seoksen kiinteyttämiseksi.  

Seos: 1,5 dl  vettä, 1 dl astianpesuainetta, 1 tl tomusokeria ja pari tippaa ruokaöljyä. 

Ruokaöljyn ja sokerin lisäämisellä pyrittiin vaikuttamaan kuplien kestävyyteen. Tämä seos oli ihan toimiva myös yksittäisellä puhaltimella ja sai kovasti suosiota tavallisen puhaltelun yhdeydessä. Seos ei ollut tahmea ja muistutti tiskiaineen väriä.

Kokeilussa huomattua

Aineiden sekoittamisessa kokeiltiin eri järjestyksiä, kovaa ja hiljaista sekoittamista ja näilläkin huomattiin olevan vaikutusta. Kova sekoitus ei soveltunut toimintaan, koska se sai aineen vaahtoamaan ja teho oli pois kuplista. Maissitärkkelys saattoi paakkuuntua eri vaiheissa ja oli välillä tiukasti kiinni purkkien pohjassa. Sokerin sulaminen vedeen mietitytti lapsia erityisesti, kun kokeiltiin niin kuumaan kuin kylmään veteen. Olennaista näissä huomioissa oli, että aikuinen kiinnitti lapsen huomiota asioihin, jos havaintoja ei muuten alkanut lapsilta tulla esille. Havaintoja kirjattiin ja videoitiin.

Tietoa saippuakuplista

Koska kaikki kuplakokeilut eivät toimineet yhtä hyvin, osa halusi tietää, miksi, joten tässä hieman etsimäämme tietoa asiasta: Saippuakuplat ovat yhdistelmä kemiaa ja fysiikkaa. Saippuakupla pääsee syntymään, koska saippualiuoksen pintajännitys on pienempi kuin tavallisen veden. (Pintajännitys on voima, joka syntyy vesimolekyylien välille ja pitää niitä yhdessä. Sitä voi kuvata ohueksi ihoksi veden pinnalla.) Saippua alentaa veden pintajännitystä, jolloin sen pintaa voidaan venyttää puhaltamalla. Kun puhalletaan saippuakuplaveteen kastettuun saippuakuplamuottiin muodostunut kalvo alkaa venyä ja irtoaa ilmavirran seurauksena. Saippuakupla hajoaa, kun ohut kalvo kuivuu ilmassa, se repeytyy kuplan törmätessä johonkin tai joutuessa liian voimakkaaseen ilmavirtaan.

Kun puhallamme kuplaan, sinne tulee myös hiilidioksidia hengityksestä. Hiilidioksidi on raskaampi kaasu kuin typpi ja happi, joista ympäröivä ilma koostuu pääasiassa. Tästä johtuu, että kuplat vajoavat maahan ilmaa raskaampina, jos eivät hajoa ennen sitä.

Miksi sitten jotkut kuplat onnistuvat paremmin? Saippuakuplat perustuvat pieneen pintajännitykseen. Tiskiaine alentaa veden pintajännitystä. Jos liuoksen pintajännitys on suuri, puhaltimeen syntyvä kalvo poksahtaa puhaltaessa rikki, eli jos nesteessä on liikaa vettä, pintajännitys on korkeampi. Tiskiaineiden koostumuksessa on myös eroja, joten nekin voivat vaikuttaa kuplien onnistumiseen. Kestävien saippuakuplien salaisuus on sitkeä makeutusaine, kuten sokeri tai siirappi. (Toki parhaan tuloksen saa apteekista myytävällä glyseriinillä, jos oikeasti haluaa tehdä supervarmoja kuplia.)

 

Koska ryhmällä oli nyt erilaisia saippuakuplaversioita valmiina käyttöön, niin mietittiin hieman erilaisia toimintoja niille:

Liikuntaan kuplia yhdistettiin erialaisin puhkaisuleikein:

Kuka saa ensimmäisenä puhkaistua kymmenen kuplaa?

Joukkuepelinä: saadaanko kuplat rikottua ennen kuin uusia tulee?

Kuplien koon ja lentämisen testaaminen:

Kenen kupla pysyy ilmassa kauiten?

Kenen puhkeaa ensin?

Kuka puhaltaa pienen kuplan ja miten?

Kuka puhaltaa ison kuplan ja miten?

Taidetta saippuakuplista:

Saippuakuplaveden puhaltelu pillillä astiassa saa sen vaahtoamaan ja kun siihen lisää hieman elintarvikeväriä, niin saadaan erilaisia värikuplia, joista saadaan taidetta painamalla paperilla kuplien päälle tai puhaltamalla värikupla-ainetta suoraan paperiin (paperin voi kiinnittää myös esim. puun runkoon ja kokeilla, osuuko kuplat siihen) (huom. elintarvikeväri voi värjätä vaatteita)

Vaahtokylpy – vesileikit:

Vesi – astianpesuliuos ei ollut toimivin puhalteluun, joten lopuksi se kaadettiin pieneen vatiin ja puhallettiin täyteen kuplia pillillä. Tänne piilotettiin aarteita. Tämä vaahtokylpy-vesileikki sopii myös muihin toimiin kuten:

aarteen etsintä käsin/lapiolla/sihdeillä vaahdon seasta

nukkejen, astioiden, kivien yms. pesua altaassa

vaahtopallomeri (kahluuta hieman isommassa altaassa pallomeripallojen kanssa)

Puhaltimien askartelu:

Saippuakuplien puhaltamiseen taiteiltiin puhaltimia niin pilleistä kuin piippurasseista. Saippuakuplien puhaltamista kokeiltiin yksittäisestä pillistä – pitkistä ja katkaistuista (tutkittiin, onko eroja, kumpi parempi), pillejä yhdistettiin kuminauhalla rykelmäksi ja kokeiltiin puhaltaa monta kuplaa kerralla. Piippurassien taittelulla kokeiltiin, miten erilainen materiaali vaikuttaa kuplien puhaltamiseen. 

Oletteko kokeilleet tehdä itse saippuakuplia?

Mitä kaikkea saippuakuplilla voi tehdä?

Onko tässä teille kesään tai kesätoimintaan hittiainesta?
**********************************************************************

Tervetuloa seuraamaan ja tykkäämään blogista myös Facebookiin: Varhaista Aikaa - Varhaiskasvatuksen aikaa

***********************************************************************