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.