Sie die Funktionen der einzelnen B estandteile der Obstbatterie

Galvanische Reaktionen
Wenn wir ein Zinkblech in eine Kupfer(II)-sulfatlösung tauchen, dann
scheidet sich rötliches Kupfer am Zinkblech ab und die Kupfer(II)-sulfatlösung entfärbt sich. Der Elektronenübergang erfolgt bei dieser Redoxreaktion direkt an der Metalloberfläche, sodass kein Stromfluss messbar ist.
Anders sieht die Situation aus, wenn wir einen anderen experimentellen Aufbau wählen. Darin werden das Zinkblech und die Kupfer(II)-sulfatlösung räumlich getrennt, aber trotzdem elektrisch leitend verbunden
(b Exp. auf S. 290). In dieser sogenannten galvanischen Zelle läuft die
gleiche Redoxreaktion ab wie oben.
Oxidation:
Reduktion:
Zn(s) g Zn2+(aq) + 2 e–
Cu2+(aq) + 2 e– g Cu(s)
Gesamtreaktion: Zn(s) + Cu2+(aq) a Zn2+(aq) + Cu(s)
Die Elektronen werden jedoch „gezwungen“, durch einen Verbraucher zu
fließen. Mithilfe eines Multimeters lässt sich jetzt eine elektrische Spannung bzw. ein Stromfluss messen. Bei der freiwillig ablaufenden Reaktion wird die in den Stoffen gespeicherte chemische Energie in elektrische
Energie umgewandelt. Nach diesem Grundprinzip können verschiedene
Redoxpaare miteinander zu Batterien kombiniert werden. Der Betrag der
Spannung, die dabei gemessen wird, hängt hauptsächlich von der Stellung der Metalle in der Redoxreihe (b Exp.) ab.
S
Galvanische Zellen
bzw. Elemente werden nach dem italienischen Arzt L. G alvani
(1737 – 1798) benannt.
Er hatte entdeckt, dass
ein Froschschenkel zusammenzuckt, wenn er
gleichzeitig mit unterschiedlichen Metallen in
Berührung kommt.
E x pe r i m e n t Multimeter
Kabel mit Krokodilklemmen
Aufgabe Untersuchen Sie die Funktionsweise
einer einfachen Obstbatterie.
Vorbereitung und Durchführung Fordern Sie
die in der nebenstehenden Abbildung angegebenen Geräte und Chemikalien an und bauen
Sie die Obstbatterie auf. Messen Sie die Spannung zwischen den beiden Batteriepolen.
a) Ersetzen Sie das Kupferblech durch ­einen
Kohlestift und ermitteln Sie erneut die
Spannung.
b)Vergleichen Sie die Zellspannungen von
Batterien mit unterschiedlichen Früchten.
c) Schalten Sie drei Obstbatterien in Reihe
und messen Sie wieder die Spannung. Testen Sie, ob sich damit ein Elektromotor
betreiben lässt.
1×03
Kupferblech
V
A
1000
100
10
10
1
1
0,1
0,1
0,01
0,01
0,001
0,001
Zinkblech
Beobachtung und Auswertung Beschreiben
Sie die Funktionen der einzelnen ­Bestandteile
der Obstbatterie.
Diskutieren Sie, welche Faktoren die Zellspannung der Obstbatterie beeinflussen.
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