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Elektrolyse und Batterien

Auf/zu:

Material, Chemikalien und Hinweise

E Elektrolyse

Material

E.1 Elektrolyse von Zinkiodid

Pro Gruppe (bei Demo-Experiment: 1 mal)

  • U-Rohr an Stativ,
  • 2 Graphitelektroden (oder Pt) so an Stativ montiert, dass sie in das U-Rohr gesenkt werden können.
  • Voltmeter (Multimeter mit zwei Kabeln und zwei Krokodilklemmen)
  • Elektromotor (mit Propeller oder drehender Platte)

pro Klasse

  • Zinksulfat mit Polylöffel auf Papierserviette
  • Kaliumiodid mit Polylöffel auf Papierserviette

E.2 Zinnbaum

  • Spannungsquelle (rund 4.5 V müssten genügen)
  • Zinnchloridlösung (NICHT ZINK!!!) nach Häusler
    • Zu 200ml HCl (konz)
    • wird so viel Zinngranulat geben, bis nicht mehr alles gelöst wird (Rückstand). (kann Tage dauern)
  • grosse Kristallisierschale (Durchmesser um 15 cm oder grösser)
  • Kohleelektrode an Stativ
  • Zinnfole und Kabel mit Krokodilklemme
  • Hellraumprojektor
Durchführung und Hinweise

E.1 Elektrolyse von Zinkiodid

  • Je 2 Polylöffel Zinksulfat und Kaliumiodid werden in 100 mL Wasser mit Kohleelektroden elektrolysiert und das Entstehen der Produkte beobachtet
  • Unmittelbar nach dem Ausschalten der Spannungsquelle werden die Kabel von der Spannungsquelle an den Elektromotor umgehängt - er läuft. Wir haben nebst der Elektrolyse auch gleich die Batterie erfunden.
  • Es wird beobachtet, wie das Zink herunterfaällt und in eine Region mit Iod sinkt: Das Reduktions- und das Oxidationsmittel können miteinander reagieren und gehen durch Heruntersihken verloren. Eine Echte Batterie muss raffinierter gebaut sein!

E.2 Zinnbaum

  • Idealerweise mit Hellraumprojektor projizieren
  • Eine Kohle-Elektrode (oder Kupfer) und eine Zinn-Elektrode (Folie!) werden in eine grosse Kristallisierschale geben. Als Zinnelektrode wird eine "Wurst" aus Zinn-Folie verwendet, die in die Rundung der Kristallisierschale gelegt und mit einem Kabel mit Krokodilklemme mit der Spannungsquelle verbunden. Krokodilklemme soll die Lösung nicht berühren.
  • Vorbereitete Zinnchloridlösung in HCL zugeben.
  • Elektroden mit Krokodilklemmen an Spannungsquelle (Taschenlampenbatterie 4.5 V) anschliessen, Kupferelektrode (Kohle) Minuspol, Zinnelektrode als Pluspol.
  • Innerhalb von Sekunden beginnen Zinnkristalle zu wachsen. Abbruch, sobald die Kristalle in die Nähe der Gegenelektrode kommen.
  • Umpolen, nun lösen sich die vorher gebildeten Kristalle auf und an der Zinnelektrode scheiden sich dafür Kristalle ab. Sobald an der Kupferelektrode kein Zinn mehr dran ist, kommt der Prozess zum Stillstand.

F Batterie

F.1 erfinde eine Batterie

Material

siehe https://lab2go.ksrotkreuz.ch -> erfinde eine Batterie

Hinweis: Dioden mit “Spannungsdieb” funktionieren ganz schwach, aber recht zurverlässig, wenn man genügend grosse Elektroden verwendet (Kantenlänge wenige cm) und entweder Schwämme als Ionenschlüssel verwendet oder dann zwei drei oder 4 Filterpapiere Radius 12 cm zu Streifen faltet und dann inder Salzlösung zwei, drei mal knetet.

Alternatives Design für eine Powerbatterie

F.2 Zitronenbatterie

Material
  • Zitrone oder Zitronensaft
  • Zitronenbatterie-Last (Chip mit Lautsprecher)
  • Evtl. Kochsalzlösung zur Kontrolle (aber Vorsicht: Natriumcarbonat geht z.b. auch).

F.3 Wasserstoff-Brennstoffzelle

Material
  • Brennstoffzellen-Kit.
  • Brennstoffzellen ca eine halbe Stunde im Voraus befeuchten
  • an Spannungsquelle Die Spannung darf 1,8 V und der Strom 0.5 A niemals überschreiten, Messgerät aus dem Brennstoffzellen-Kasten

Elektrolyse von Wasser:

  • U-Rohr an Stativ,
  • Graphitelektroden (oder Pt) fixiert im Stativ zum Absenken ins U-Rohr
  • Universalindikator
  • Natriumsulfat mit Polylöffel (Leitfähigkeit des Wassers)
  • Becherglas 200 mL (zum Universalindikator, Wasser und Natriumsulfat mischen)
  • Kabel