Bitte helft mir: Wir haben in unserem Chemie-Lk in der letzten Zeit Verusche gemacht zu galvanischen Elementen, und meine Gruppe hat sich mit einer Früchtebatterie beschäftigt; wir müssen morgen den Versuch vorstellen, haben aber noch keine genaue Ahnung, welche chemischen Hintergründe der Versuch hat. Hier ein Link zu unserem Versuch: http://schmidt.techfak.uni-bielefeld.de/search97cgi/s97_cgi.exe?action=View&VdkVgwKey=http%3A%2F%2Fdc2%2Euni%2Dbielefeld%2Ede%3A80%2Fdc2%2Fechemie%2Fzitbatv%2Ehtm&DocOffset=6&DocsF ound=53&QueryZip=Batterie&Collection=alles&SearchUrl=http%3A%2F%2Fschmidt%2Etec
Folgende Fragen ergeben sich für mich: Was passiert an der Zink- bzw. Kupferelektrode? Gleichungen? Einfluss der Fruchtsäure(n)?
Vielen Dank im Voraus
No Regrets
18.02.2001, 18:14
Was passiert an der Zink- bzw. Kupferelektrode? Gleichungen?
schau mal in dein Lehrbuch unter Daniell Element
Einfluss der Fruchtsäure(n)?
dies ist dein Elektrolyt
Alles klar?
nobody
18.02.2001, 20:57
Original erstellt von No Regrets:
dies ist dein Elektrolyt
Ja, das habe ich mir gedacht, aber wie genau wirkt es als elektrolyt? Was macht denn die säure?
buba
18.02.2001, 21:04
Säurelösungen leiten den Strom gut, weil sie in Ionen dissoziieren.
nobody
18.02.2001, 21:09
Original erstellt von buba:
Säurelösungen leiten den Strom gut, weil sie in Ionen dissoziieren.
ja schön, aber wie funktionmiert das ganze in diesem speziellen Fall genau? welche reaktionen laufen ab? vielleicht habe ich ja gerade ein brett vorm kopf, aber... *g*
No Regrets
18.02.2001, 21:17
Nun eine Säure hat es so an sich das H+ Ionen und Säurerest-Anionen vorliegen. Diese Ionen übernehmen den Ladungsaustausch zwischen den Elektroden. Ohne Ionen in deinem Elektroyt kann kein Strom fließen ! Je mehr Ionen im Elektrolyt desto "besser" fließt der Strom (gemeint ist eine höhere Stromstärke).
Natürlich kommt es nocht auf darauf an wie schnell sich die Ionen durch die Lösung bewegen. Je schneller desto höher die Stromstärke. Die H+ Ionen bewegen sich am schnellsten durch eine wässrige Lösung. Aus diesem Grund hängt die Stromstärke von der konzentration der H+ Ionen ab (bzw. vom pH wert)
nobody
18.02.2001, 21:58
Ist das ganze vergleichbar mit den Reaktionen in einem Voltaelement?
Galileo
19.02.2001, 12:10
Folgenden Beitrag habe ich schon mal auf eine andere Frage zum Thema "Galvanische Zellen" geschrieben.
Vielleicht hilft´s Dir trotzdem weiter.
Abscheidungsdruck von gelösten Metall-Kationen:
Taucht man einen Metallstab in eine Lösung, die Kationen dieses Metalls enthält, so werden sich die Kationen als elementares Metall am Stab abscheiden: Die Kationen werden zu elektrisch neutralen Atomen reduziert, dafür werden Elektronen aus dem Stab entnommen, dieser lädt sich positiv auf.
Das Gegenstück dazu ist der Lösungsdruck des Metalles:
Du hast wieder einen Metallstab in einer entsprechenden Metallsalz-Lösung. Nun geht aber Metall vom Stab in Form von Kationen in Lösung. Die Atome werden oxidiert, es bleibt auf dem Stab eine negative Überschussladung übrig.
Bei unedlen Metallen (vgl. elektrochemische Spannungsreihe) überwiegt der Lösungsdruck des Metalles, bei edlen der Abscheidedruck der gelösten Kationen.
Anwendung findet das Ganze dann als Galvanisches Element:
Z.B. das Daniell-Element: Du hast unedles Zn in einer Zinksulfat-Lösung (Anode) und edles Cu in einer Kupfersulfat-Lösung (Kathode). Diese beiden "Halbzellen" trennst Du durch eine ionenpermeable Membran - ohne diese Trennung wäre das galvanische Element quasi kurzgeschlossen. Verbindest Du die beiden Metallstäbe nun leitend miteinander, so werden Elektronen vom Zn- zum Cu-Stab fließen. Dabei geht die Zn-Elektrode allmählich völlig in Lösung und die Kupfer-Kationen werden auf der Cu-Elektrode zu elementarem Cu reduziert. Damit der Stromkreis auch geschlossen ist, werden Sulfat-Anionen von der Cu-Halbzelle durch die Membrane hindurch in die Zn-Halbzelle diffundieren.
Wenn ich mit meinen vorigen Ausführungen richtig liege, dann lässt sich die Frage nach der negativen Überschussladung - was hier wohl mit dem negativen Standardpotential identisch ist - durch einen Blick in die elektrochemische Spannungsreihe klären: Je größer das neg. Standardpotential, desto größer die neg. Überschussladung.
So hab ich das zumindest noch in Erinnerung.
MfG
Galileo
nobody
19.02.2001, 17:31
das daniell-element ist schon klar, aber warum funktioniert das ganze z.B. mit äpfeln? an der zink-elektrode wird zink oxidiert, aber was wird an der kupfer-elektrode reduziert? oder sind in äpfeln Cu2+ Ionen enthalten? eher nicht oder?
No Regrets
19.02.2001, 18:15
einer der mitdenkt :D
Cu2+ Ionen sind nicht in Früchten drin, oder doch?? Beim hineinstecken der Kupferelektrode könnte etwas CuO auf der Elektrode zu Cu2+ Ionen in Lösung gehen. (wenn man ein mattes Cu-Blech in eine Zitrone steckt und wieder rauszieht hat man ein blankes Blech)
Es kann an der Kupferelektrode auch irgendwas anderes reduziert werden!
wie wärs hiermit:
O2 + 4 H+ + 4 e- ---> 2 H2O
oder dies hier:
H+ + e- ---> ½ H2
welche EMK misst man denn an dieser Früchte- Batterie? Mit Hilfe dieser EMK Messung kann man dann auf die Reaktion schließen, die an der Kupferelektrode abläuft. (wichtig auch mal den pH Wert des Fruchtsaftes messen!!)
------------------
IN SO FAR AS QUANTUM MECHANICS IS CORRECT, CHEMICAL
QUESTIONS ARE PROBLEMS IN APPLIED MATHEMATICS.
<FONT COLOR="#ffffff" SIZE="1" FACE="Verdana, Arial, Geneva, Helvetica">[Dieser Beitrag wurde von No Regrets am 19.02.2001 editiert.]</font>
nobody
19.02.2001, 19:58
Dass an der Kupferelektrode eine andere Reaktion stattfinden könnte, habe ich mit auch schon gedacht; allerdings glaube ich, dass ihr das Problem zu kompliziert anpackt, unser Lk-Lehrer meinte nämlich, dass die chemischen Hintergründe ganz simpel seien; und da bei uns schon einige an den einfachsten Reaktionsgleichungen verzweifeln, muss das dann wirklich viel einfacher sein.
Klar, man müsste eigentlich den ph-Wert kennen, aber das ist nicht Bestandteil des Versuchs, also in diesem Fall zu vernachlässigen... es muss alles mit ein paar Sätzen bzw. zwei/drei Reaktionsgleichungen zu lösen sein...
nobody
19.02.2001, 20:57
also, CuO enthält Cu2+, könnte natürlich sein, dass die Oxidschicht an der Oberfläche des Kupferblechs ausreicht um ein Potential zu erzeugen. Die Reduktion von H+ Ionen wäre natürlich eine Möglichkeit. Vielleicht kann es irgendwer vernünftig erklären?
minutemen
19.02.2001, 21:45
du brauchst das CuO nicht, um ein potential zu 'erzeugen' - für den anfang iss das ja schon ok., eine Cu/CuO-elektrode zu haben. entladen kannst du am Cu alles, was ein größeres standardpotential als Zn/Zn2+ hat: zuerst all die edelmetallsalze im obst :D, dein CuO, H[sup]+</sup, was immer dein herz begehrt.
<FONT COLOR="#ffffff" SIZE="1" FACE="Verdana, Arial, Geneva, Helvetica">[Dieser Beitrag wurde von minutemen am 19.02.2001 editiert.]</font>