Problemaufriss
Aus unserer alltäglichen Beobachtung folgt, dass alle Batterien im Gebrauch sukzessive an Spannung verlieren.
Das könnte vielleicht daran liegen, dass an der Anode die Konzentration der oxidierten Reaktionsprodukte in der Lösung steigt, während gleichzeitig an der Kathode die Konzentration der zu reduzierenden Stoffe sinkt.
Folglich würde das Elektrodenpotenzial einer Halbzelle nicht nur von der Art des eingesetzten Stoffes, sondern auch von der Konzentration der Stoffe in den Lösungen abhängen.
Weiteres
Test der Spannungswerte verschiedener Batterien über die Zeit.1
Aufgaben
- Prüfen Sie die in M1 genannte Hypothese dahingehend, ob Sie sinnvoll zu unseren bisherigen Modellvorstellungen passt.
- Planen und skizzieren Sie einen Versuch, mit dessen Hilfe sich die in M1 genannte Hypothese prüfen ließe. Zur Verfügung steht Ihnen das in V1 Planung A genannte Material.
- Planen und skizzieren Sie einen weiteren Versuch zur Überprüfung der in M1 genannten Hypothese. Dieses Mal stehen Ihnen allerdings nur die Materialien in V1 Planung B zur Verfügung.
- Bereiten Sie sich auf eine Vorstellung ihrer Versuchsvorschläge im Plenum vor. Die beiden Besten führen Sie dann durch!
Die Hypothese überprüfen
Materialien
-
Filterpapier
- zugeschnitten & angefeuchtet
- Zellblock
- Spannungsmessgerät
- Multimeter
Chemikalien
- Kupfer-Blech
- Zink-Blech
- festes Zinksulfat
- festes Kupfersulfat
- destilliertes Wasser
Planung A
- Für diesen Versuch haben Sie alle hier genannten Materialien und Chemikalien zur Verfügung:
- Kupfer-Blech
- Zink-Blech
- festes Zinksulfat
- festes Kupfersulfat
- destilliertes Wasser
Planung B
- Für diesen Versuch haben Sie alle hier genannten Materialien und nur die folgenden Chemikalien zur Verfügung:
- Kupfer-Blech
- festes Kupfersulfat
- destilliertes Wasser
Durchführung
- Führen Sie nach der Vorstellungsrunde die beiden besten Vorschläge durch.
Entsorgen und Aufräumen
-
Mit einer Pipette die Lösungen aus dem Zellblock aufnehmen und im Entsorgungsbehälter für Schwermetallsalze geben.
-
Alle verunreinigte Labormaterialien spülen.
-
Alle Materialien an ihren Ursprungsort zurückstellen.
Weitergedacht
- Lesen und deuten Sie beispielhaft einige der in Abb. 2 stehenden Zelldiagramme. Prüfen Sie, ob Sie Regelmäßigkeiten erkennen.
- Entnehmen Sie der Darstellung in Abb. 4, in welcher Größenordnung und Richtung die Konzentration in einer Halbzelle ihr Potential beeinflusst.
- Suchen Sie nach einem mathematischen Zusammenhang mit Hilfe der Abb. 3.
