Wie kann man Salz und Pfeffer nach dem Zusammenschütten wieder trennen?

Material

  • Salz und Pfeffer
  • Kunststoffgegenstand, z.B. Plastiklöffel oder Luftballon

Ein Kunststoffgegenstand wird durch Reiben an einem Wolltuch elektrostatisch aufgeladen.

Man mischt Salz und Pfeffer und nähert den geladenen Gegenstand von oben langsam dem Gemisch

Die Pfefferkörner springen zum Kunststoffgegenstand hoch, während die Salzkörner liegen bleiben. Hält man den geladenen Gegenstand näher an das Gemisch, so springen auch die Salzkörner zum Gegenstand hin.

Die meisten Körner bleiben am geladenen Gegenstand haften, während ein kleiner Teil am Gegenstand abprallt und wieder auf die Unterlage zurückfällt. Einzelne Körner können dabei auch mehrmals zum Gegenstand hochspringen und wieder zurückfallen.

Salzkörner sind Ionenkristalle. Die Ladungsverteilungen der Na+– und Cl-Ionen im Kristall sind näherungsweise kugelsymmetrisch. Das inhomogene elektrische Feld, das durch den geladenen Kunststoffgegenstand entsteht, übt eine Kraft auf die Ladungen an der Oberfläche des Kristalls aus und verschiebt sie dadurch geringfügig, wodurch auch die Ladungsverteilung im Inneren des Kristalls beeinflusst wird.

Pfefferkörner bestehen im wesentlichen aus Kohlenstoff-Wasserstoff-Ketten mit bestimmten Atomgruppen (zum Großteil aus Piperin (C17H19NO3), die den scharfen Geschmack des Pfeffers verursachen), und bei denen durch das elektrische Feld des geladenen Gegenstandes ebenfalls Ladungen verschoben werden.

Ist bei einem Salz- oder Pfefferkorn die anziehende elektrostatische Kraft auf diese Ladungen durch das inhomogene Feld des geladenen Kunststoffgegenstandes größer als die Gewichtskraft der Körner, so bewegen sie sich zum geladenen Gegenstand hin. Da die fein gemahlenen Pfefferkörner in der Regel eine geringere Masse haben als die Salzkristalle, ist dies für die Pfefferkörner schon bei einem größeren Abstand der Fall. Eine vollständige Trennung von Salz und Pfeffer ist jedoch nicht zu erreichen.

Der Kunststoffgegenstand wird durch das Reiben am Wolltuch nicht gleichmäßig aufgeladen, sondern weist Bereiche auf, die stärker geladen sind, und Bereiche, die weniger stark geladen sind. Ob ein hochspringendes Korn aufgrund der elektrostatischen Anziehung zwischen den ungleichnamigen Ladungen im Korn und dem Kunststoffgegenstand an diesem haften bleibt oder wieder auf die Unterlage zurückfällt, ist abhängig von der Stelle, auf die das Korn trifft, dem Grad der Polarisation des Korns, sowie der Masse und der Geschwindigkeit des hochspringenden Korns.

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