Protokoll zum Experiment Nr. 5 Protokoll von: (Name/Namen)

Exp. durchgeführt am: durchgeführt von: Klasse:

Bewertungsschwerpunkt: Quellenangaben

Galvanische Zellen ausgeführt am:

Allgemeine Einführung zum Thema (mit Quellenangaben¹)….

Material: Stoffe mit Gefahren-Kennzeichen:

Sicherheitsmassnahmen:

Durchführung:

Herstellung und Messung einer Eisen-Aluminium-Zelle:

Von einem Filterpapier wurde ein Quadrat von ca. 3 mal 3 cm ausgeschnitten und um einen Nagel (aus Eisen) über die Spitze deckend gewickelt. Dann wurde ein Stück Aluminiumfolie (ca. 4 mal 4 cm) um die Papierrolle gewickelt, so dass die Alufolie den Nagel nicht berührte, sondern am andern Ende zu einem Stäbchen geformt werden konnte (Abb.1). Als Elektrolytlösung wurden 10 g Kochsalz in 100 ml Wasser (Leitungswasser) gelöst. In diese Lösung wurde die gebastelte Zelle für eine Minute gestellt (mit der offenen Nagel-Seite nach unten), damit das Papier genügend Salzwasser aufziehen konnte. Danach war die Batterie einsatzbereit. Durch Anschliessen des Voltmeters (auf 20 V eingestellt) an den Nagelkopf (rotes Kabel) und ans Alustäbchen (schwarzes Kabel) konnte nun eine Spannung gemessen werden.

Herstellung und Messung verschiedener Kupfer-Zink-Zellen:

a) Aufbau einer einzelnen Zelle mit Zitronensaft als Elektrolyt:

Ein Streifen Alufolie wurde auf den Korpus gelegt. Auf die hintere Hälfte dieser Alufolie wurde eine Zink-Unterlagsscheibe gelegt, darauf ein Stück von vorher in Zitronensaft getränktem Papier und zuoberst eine Kupfer-Münze (die Münze durfte dabei die Unterlagsscheibe nicht direkt berühren). Durch Anschliessen des Voltmeters (auf 20 V eingestellt) an die Alufolie (schwarzes/rotes Kabel?) und die Kupfer-Münze (schwarzes/rotes Kabel?) konnte nun eine Spannung gemessen werden.

b) Hintereinanderschalten zweier Zellen mit Zitronensaft als Elektrolyt

Auf den Aufbau a) wurde direkt eine weitere Zink-Unterlagsscheibe, darauf ein in Zitronensaft getränktes Papier und zuletzt eine weitere Kupfer-Münze gelegt. Dann wurde wiederum die Spannung gemessen….

…als weitere Möglichkeit zur Beobachtung wurde eine Leuchtdiode verwendet, welche…

c) Hintereinanderschalten von fünf Zellen mit Zitronensaft als Elektrolyt

Analog zu Aufbau b) wurden weitere Elemente jeweils bestehend aus einer Zink-Unterlagsscheibe, einem in Zitronensaft getränkten Papier und einer abschliessenden Kupfer-Münze auf den Aufbau gelegt, so dass insgesamt fünf Zellen übereinander entstanden (Abb. X)…

d) Aufbau einer einzelnen Zelle ohne Elektrolyt:

e) Aufbau einer einzelnen Zelle mit NaCl-Lösung als Elektrolyt:

f) Ersetzen der Aluminium-Unterlage in Aufbau a) durch einen Eisennagel:

Beobachtungen:

Herstellung und Messung einer Eisen-Aluminium-Zelle:

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

Herstellung und Messung verschiedener Kupfer-Zink-Zellen:

a) Aufbau einer einzelnen Zelle mit Zitronensaft als Elektrolyt:

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

b) Hintereinanderschalten zweier Zellen mit Zitronensaft als Elektrolyt

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

c) Hintereinanderschalten von fünf Zellen mit Zitronensaft als Elektrolyt

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

d) Aufbau einer einzelnen Zelle ohne Elektrolyt:

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

e) Aufbau einer einzelnen Zelle mit NaCl-Lösung als Elektrolyt:

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

f) Ersetzen der Aluminium-Unterlage in Aufbau a) durch einen Eisennagel:

Mit dem im Teil Durchführung beschriebenen Aufbau wurde eine Spannung von 1000 V gemessen. Dabei wurde ausserdem beobachtet….

Interpretationen:

Herstellung und Messung einer Eisen-Aluminium-Zelle:

Am Versuchsaufbau sind die beiden Redox-Paare Al/Al³⁺ und …beteiligt. Dabei wirkt das x als Anode und wird oxidiert, während am Y-Ende die Reduktion stattfindet.

Die im Versuchsaufbau gemessene Spannung von 1000 V passt sehr gut zur theoretisch erwarteten Potentialdifferenz¹ von 997 V für die beiden Redox-paare Al/Al³⁺ und ….

Herstellung und Messung verschiedener Kupfer-Zink-Zellen:

Am Versuchsaufbau sind für alle Aufbauten die beiden Redox-Paare X/X⁺ und Y/Y⁺ beteiligt. Dabei wirkt das x als Anode und wird oxidiert, während am Y die Reduktion stattfindet².

Die im Versuchsaufbau gemessene Spannung von 1000 V passt sehr gut zur theoretisch erwarteten Potentialdifferenz¹ von 997 V für die beiden Redox-paare X/X⁺ und Y/Y⁺ und es ist auch klar nachvollziehbar, weshalb die Spannung bei allen Aufbauten gleich blieb, weil ja nichts geändert wurde.

Quellenverzeichnis:

Quelle 1

Quelle 2