Physik

Wie entsteht Schaum und warum verschwindet er wieder?

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Schaum ist eine Ansammlung von Seifenblasen. Wenn Wasser auf zwei Seiten von Seife umgeben ist, kann man reinpusten und bekommt eine Seifenblase.

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Die zwei Seiten der Seife

Schaum ist zum Beispiel im Spül- oder Badewasser eine Ansammlung von Seifenblasen. Für eine Seifenblase brauchen wir Seife, oder auch Tenside, wie sie im Spülmittel enthalten sind.

Was ist das besondere an Tensiden? Wir wissen, dass es zwei verschiedene Arten von Flüssigkeiten gibt: solche, die sich gut mit Wasser vermischen – Alkohol zum Beispiel – und solche, die sich gar nicht mit Wasser vermischen – dazu gehört Fett und Speiseöl.

Die Seifen oder Tenside haben nun die Besonderheit, dass sie zwei Seiten haben: Eine "wasserliebende" Seite und eine eher "fettige" Seite, die sich vom Wasser abwendet.

Wenn man einen Tropfen Spülmittel ins Wasser gibt, dann breitet sich der sofort als ganz dünner Film über die Wasseroberfläche aus. Bei diesem Seifen-Film zeigt nun die wasserliebende Seite der einzelnen Moleküle nach unten zum Wasser, und die fettige Seite zeigt weg vom Wasser, also nach oben. Wenn wir diese Oberfläche aufmischen, entsteht der Schaum in Form vieler Seifenblasen.

Seifenblasenhaut besteht aus drei Schichten: Seife – Wasser – Seife

Das kann man sich veranschaulichen, wenn man an die Seifenblasen denkt, die Kinder erzeugen: Sie tauchen den „Blasring“ ins Seifenwasser, sodass sich in dem Ring eine dünne Haut aus Seifenwasser bildet. Der Unterschied zur Oberfläche des Spülwassers ist, dass bei der Haut im Blasring der Seifenfilm das Wasser von beiden Seiten umgibt – wie bei einem Sandwich. Außen ist der Seifenfilm, innen das Wasser. Und wenn man reinpustet, entsteht die Seifenblase.

Die Haut einer Seifenblase besteht also aus drei Schichten: Innen und außen die Seife, also das Tensid, dazwischen das Wasser. Dass das eine fast perfekte Kugel wird, liegt daran, dass eine Kugel die sparsamste Form ist: Bei einer bestimmten Menge an eingeschlossener Luft benötigt eine Kugel die geringste Oberfläche.

Funktioniert auch ohne pusten: Bläschen in Schaumbad und Spülwasser

Wenn man Wasser einlässt, bringt man die Seifenwasseroberfläche in Unruhe. Dabei gelangt Luft unter die Wasseroberfläche. Diese Luft bleibt dort nicht lange, sondern steigt in Form von Blasen auf. Wenn diese Luftblasen die Wasseroberfläche durchdringen, machen sie das Gleiche, wie wenn man Seifenblasen pustet: Sie nehmen den Seifenwasserfilm an der Oberfläche mit und formen ihn zu einer Blase.

Sparsame Natur: gemeinsame Grenzen bilden statt einzelner Kugeln

Der Schaum besteht nun allerdings nicht aus schönen Kugeln. Das liegt daran, dass beim Schaum die vielen Seifenblasen, die zunächst entstehen, sofort zusammenwachsen. Und dann geht die Natur wieder sparsam vor. Sparsam heißt, dass die vielen Seifenblasen versuchen, gemeinsame Grenzen zu bilden. Und so entstehen viele unregelmäßig geformte Blasen im Schaum.

Wenn die Blase platzt

Dass der Schaum wieder verschwindet, liegt daran, dass die Haut der Bläschen nun mal aus Seifenwasser besteht. Dieses Seifenwasser fließt langsam nach unten, sodass die Blasen zerfallen.

Beim Bierschaum sind Eiweiße im Spiel

Beim Bierschaum ist das physikalische Prinzip ähnlich, allerdings entsteht da der Schaum nicht nur durch Unruhe an der Bieroberfläche im Glas, sondern durch die aufsteigenden Luftbläschen. Bier enthält ja Kohlensäure. Diese Luftbläschen führen beim Aufsteigen eiweißhaltige Substanzen mit, die im Bier sind.

Das ist der zweite Unterschied: Die Haut der Bläschen im Bierschaum besteht nicht aus Seifenwasser, sondern aus einer eiweißhaltigen Substanz. Das ist bei Lebensmitteln fast immer so. Wenn wir Reis kochen oder Eier schlagen – fast immer, wenn es beim Kochen schäumt, sind Eiweiße im Spiel. Aber die Physik ist die Gleiche.

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