DANIELLCELLEN / GALVANISK ELEMENT

Hensikt: hvordan elektroner beveger seg, og reagerer med hverandre for å skape strøm. Hvordan et batteri fungerer.

• Utstyrsliste:
• Kobberelektrode
• Sinkelektrode
• Sinksulfat
• Kobbersulfat
• Elektrolytt
• Papir med natriumsulfat
• Mulitmeter

HVA GJØR VI?

Koble kobberelektrode (positiv pol) og sinkelektrode (negativ pol) i sinksulfat (gjennomsiktig løsning) og kobbersulfat (blå løsning) Natriumsulfat på papiret (saltbro).  Vi kobler multimeteret til daniell-cellen.

HVA SKJER?

VI får ingen utslag. Potensialet er 1,1 V, men vi får ingen reaksjon.

Vi prøver å bytte papir for å se om denne endrer strømforsyningen.  Nå gir det mer utslag. Vi prøver deretter å ta bort kobbertråden som er festet til elektrodene. Nå får vi et mye bedre utslag. Utslaget er 0,5 volt med kaffefilter og 0,8 volt med tørkepapir. For andre vil dette kanskje være ulikt vårt resultat. For eksempel kan det ha noe med mengden av løsningene vi brukte. Temperaturen på vannet spiller også en stor rolle for utslaget på voltmeteret. Det er viktig å ha riktig temperatur for å få maks utbytte. De resultatene vi fikk med de ulike typene saltbro, varierte. Maksimalt kunne vi oppnå 1,1V.

Av forsøket har vi lært hvordan elektroner føres og løses opp i væske. På denne måten fraktes også elektroner og skaper strøm i et batteri. Vi har lært at ved å se på spenningsrekka at det metallet som står til venstre i spenningsrekken blir den negative elektroden, mens metallet som står til høyre i spenningsrekken vil bli den positive elektroden.

TEORI:

Et galvanisk element omdanner kjemisk energi til elektrisk energi. Metallet som er lengst til høyre i spenningsrekka (i våres tilfelle kobber) vil bli den positive elektroden. Metallet som står lengst til venstre i spenningsrekka (i våres tilfelle sink) vil bli den negative polen. Elektrodene vandrer fra den negative polen til den positive polen, men strømretningen er allikevel fra den positive til den negative polen. Reaksjonslikningen blir Zn(s) + Cu2+(aq) à Zn2+(aq) + Cu(s) + elektrisk energi. Sinkstanga er negativ pol og avgir to elektroner fra sinkatomene: Zn --> Zn2+ +2e-

Kobberstanga er positiv pol. Der tar kobberionene opp to elektroner: Cu2 + 2e- --> Cu .( Cu2+ ionene blir redusert.)

Saltbro er et U- formet rør som inneholder en saltløsning (natriumsulfat), grunnen til at vi har en saltbro mellom disse to løsningene er at ioner av Zn og Cu skal kunne slippe gjennom uten at løsningene blander seg med hverandre.

SITRONBATTERI

Utstyrsliste:

• ·      sitron
• ·      kobberelektrode
• ·      sinkelektrode
• ·      LED-lampe
• ·      multimeter

HVA GJØR VI?

Vi bruker et multimeter til å måle strøm i en sitron. Vi putter pluss -og minuspol i sitronen, og kobler til en LED-lampe. Deretter måler vi strømmen i sitronen. Nå har vi fått et batteri der sinkelektroden er den negative polen, mens kobberelektroden er den positive polen.

HVA SKJER?

Sitronen leder strøm fordi det vann i sitronen. Men vi klarer allikevel ikke å få  strøm i pæren. Dette er fordi det ikke føres nok strøm gjennom sitronen.

Vi har multimeteret på 20 volt = 0,96 ampere.

TEORI

i sitronen er det sitronsyre med formelen C6H8O7. Ved hjelp av spenningsrekken ser man at sink er over kobber, det betyr at kobberet trekker mer på elektronene enn det sink gjør. Derfor går elektronene fra sink til kobber, som gjør at den sinkelektroden er minuspolen. Ved den negative elektroden, (altså sinkelektroden) skjer det oksidasjon. Når det går elektroner fra sink til kobber, går det positive sink ioner ut i sitronsyre løsningen. Dette kan forklares med denne reaksjonslikningen: Zn → Zn2+ + 2 e-. Ved den positive elektroden, (altså kobberelektroden) skjer det reduksjon. I sitronsyren er det positivt ladde hydrogen ioner, disse tar da til seg elektronene fra sinkelektroden, beskrevet med denne reaksjonslikningen: 2H++ 2e- → H2.

FEILKILDER

Sitronen var ikke fuktig nok. Vi vet fra før at vann fører strøm. 

Hydrogensamfunnet

Min video om hydrogensamfunnet

Drivhuseffekten

Hensikt: Undersøke hvordan synlig lys og varmestråling slipper igjennom en glassplate.

Utstyrsliste:

Kokeplate, glassplate, plastfolie, to termometre, sollys, to plastbokser, to isblokker, to steinblokker, vann.

FORSØK 1

Vi holder en glassplate foran sollyset, og undersøker om lyset stoppes eller skinner gjennom platen.

Hva skjer?

Sollyset stoppes ikke, og fortsetter gjennom glassplaten. Altså blir ikke synlig lys stoppet av glass, mens varmen blir regulert.

FORSØK 2

Vi varmer opp en kokeplate på middels varme, deretter holder vi hånden over platen, slik at vi kjenner varmen. Vi undersøker om det er noen forskjell på merkbar varme om vi holder en glassplate mellom hånden og kokeplaten.

Hva skjer?

Varmen blir svakere om vi holder en glassplate mellom. Grunnen til dette er at strålingen (varmen) vil stoppes og samles under glassplaten. I dette forsøket kan vi sammenligne kokeplaten med sola og glassplaten som atmosfæren. Uten glassplaten ville hånda blitt altfor varm, vi ville brent oss. På samme måte fungerer atmosfæren. Den slipper inn noe av solas varme, og holder på den. Vi bruker begrepet global oppvarming når vi snakker om dette, grunnen til det er at ved menneskers utslipp og behandling av jorda tilføyer vi gasser til atmosfæren. Disse gassene gjør at atmosfæren holder på varmen lenger, dette skader store deler av jorda. Samtidig: uten jordas atmosfære kunne det ikke eksistert liv på jorda.

FORSØK 3

Vi legger to termometere i to plastbokser fylt med vann, og undersøker temperaturen etter 1 time.

Hva skjer?
Temperaturen er den samme (22 grader) i begge boksene. 

FORSØK 4

Vi tar plastfolie over kun den ene plastboksen, slik at den blir tett. Deretter plasserer vi begge boksene i sollyset, og undersøker temperaturforskjellene.

Hva skjer?

Det blir forskjell på temperaturen i boksene.

Grunnen til det er at når sollyset trenger seg gjennom plastfolien, vil varmen bli værende igjen inne i boksen. Den blir fangen av folien. Dette kan også sammenlignes med varmen på jorda og atmosfæren. Temperaturen i boksen med folie er nå på 25 grader, mens den andre ikke har forandret temperatur. 

FORSØK 5

Vi har en isblokk ved siden av en steinblokk i den ene av plastboksene, og fyller på med lunkent vann.

Hva skjer?

Isklumpen flyter på toppen av vannkanten som et isflak. Dette kan vi igjen sammenligne med Antarktis der isen tilsynelatende er isflak flytende på vannet. Isblokken smelter, og vannet forblir i den høyden det var før isen smeltet.

FORSØK 6

Vi plasserer isblokken over steinblokken i den andre plastboksen (isen skal nå ligge over kanten av boksen). Deretter fyller vi på med lunkent vann.

Hva skjer?

Isklumpen ligger nå over vannet, og tar derfor ikke opp noen plass. Da isblokken smelter, stiger vannet.

FORSØK 7

Vi lar boksene stå til all isen er smeltet, og undersøker hva som har skjedd.

Hva skjer?

Isen i boksen med steinen under seg har blitt fylt med vann, og vannet har steget betraktelig. Grunnen til dette er at isbiten lå over vannkanten, og tok derfor ikke opp noen plass i vannet. Mens isklumpen i boksen der isen lå ved siden av steinen, hadde en bestemt tetthet som gjorde at vannet ikke ville stige.

Konsekvensen av at polene smelter er at vannet stiger. Om Arktis smelter vil det ha spesielt store konsekvenser. Grunnen til dette er som vi ser i forsøket at isen her ikke tar opp noen plass i vannet, fordi tettheten i vann i frosset form er mindre enn tettheten i vann i væskeform, og vannet vil stige.