Gymnasium Köniz-Lerbermatt Praktikum GF Tertia GF3-P11: Caseinkleber
S. Dolder 2012/2013
GF3-P11 Caseinkleber und -farben aus Milch
1. Ziel / Einleitung
Mit einem Klebstoff lassen sich Werkstücke bequem über Kontaktflächen miteinander verbinden.
Dabei müssen sowohl zwischen den Werkstücken und dem Klebstoff (Adhäsion), als auch zwischen den Molekülen im Klebstoff (Kohäsion) stark anziehende Kräfte wirken. Bei diesen Kräften handelt es sich (in den allermeisten Fällen) nicht um Atombindungen, sondern um zwischenmolekulare Kräfte (Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Wechselwirkungen oder Wasserstoffbrücken).
In diesem Praktikum stellen Sie aus Milch einen Casein-Leim her und untersuchen die Klebeigen- schaften an verschiedenen Materialien. Kalk-Kasein-Leim wurde bereits im Mittelalter als Holzleim verwendet. Der Legende nach soll beim Bau der Karlsbrücke in Prag Eier und Milch dem Kalkmörtel als zusätzliches Bindemittel beigemischt worden sein, was 2008 sogar chemisch bestätigt wurde.
Auch heute gibt es noch Bauklebstoffe auf Caseinbasis (z.B. zum Verkleben von Teppichboden). In der Malerei wird das Casein als Bindemittel für Pigmentfarbstoffe eingesetzt. Michelangelos Decken- gemälde in der Sixtinischen Kapelle wurde mit dieser Technik gemalt. Die glatte, bedruckte Ober- fläche auf den Milchkartons bestand bis ca. 1995 ebenfalls aus einer Caseinbeschichtung.
2. Material
1 x 150ml Becherglas, 2 x 100ml Becherglas, feines Teesieb mit Gasentuch, Gasbrenner, Gestell mit Gitter od. Platte, Magermilch, Natron (NaHCO3), Calciumcarbonat (CaCO3), Ammoniaklösung (10%), Farbpigmente, Haartrockner, versch. Papier, Karton, Holz, Pinsel.
3. Vorgehen
Arbeiten Sie in 2er-Gruppen und führen Sie Ihr Laborprotokoll.
Vermischen Sie in einem 150ml Becherglas ca. 80 ml Milch mit 10 ml Essigsäure (1 mol/L, oder 2 TL Speiseessig) und erhitzen Sie das Gemisch bis 50-60°C über dem Gasbrenner unter ständigem Rühren. Lassen Sie die geronnene Milch kurz abkühlen und giessen Sie die Suspension durch ein Teesieb mit eingelegtem Gasetuch in ein Becherglas. Pressen Sie möglichst viel Molke aus und spülen Sie den Caseinklumpen 2-3 Mal mit Leitungswasser aus. Pressen sie die Masse zu einem Klumpen und teilen Sie ihn in zwei 100ml Bechergläser auf.
Fügen Sie nun zur ersten Masse 5ml Leitungswasser und 3 Spatel Natron (NaHCO3). Erhitzen Sie das Gemisch unter Rühren mit dem Thermometer auf max. 60°C, ohne dass es anbrennt.
Geben Sie zur zweiten Masse in der Kapelle 1 Spatel Calciumcarbonat, 5ml Ammoniaklösung und spatelspitzenweise Farbstoffpigmente.
Führen Sie mit Papier, Karton, Holz, Glas etc. Klebeexperimente durch. Der Leim kann wahlweise mit dem Heissluftgebläse getrocknet werden. Machen Sie mit den Caseinfarben Malversuche auf Papier.
4. Aufgaben / Diskussion
Welchen Einfluss auf den pH haben Natron und Calciumoxid?
Aus welchen Inhaltsstoffen besteht Milch? Zu welcher Stoffgruppe gehört Casein?
5. Referenzen
1. S.S., „Kasein – ein Kleber aus Milch“, Seminararbeit, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Didaktik der Chemie, 2007
2. http://www.tschechien-online.org/news/13648-uralte-legende-bestatigt-eier-mortel-prager- karlsbrucke-nachgewiesen/
3. http://www.seilnacht.com/Lexikon/Casein.htm
