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Alt 30.09.2007, 11:32   #1   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
Elektrolyse und Glühlampe

Hallo,

ich versuche gerade das bekannte Experiment mit der Leitfähigkeit von Wasser durchzuführen.

Der Aufbau:

9V Batterie bei 1A Stromstärke dient als Energiequelle.
Der Pluspol wird mit der Glühlampe (2,4V und 5A) verbunden.
Von der Glühlampe führt ein Draht in ein Glas mit Wasser.
Vom Minuspol der Batterie führt ebennfalls ein Draht ins Wasserglas.

Ergebnis:

Ohne Salz --> wie erwartet keine Reaktion
mit Kochsalz --> Blubberbläschen am Minuspol, aber kein Licht!

wenn sich beide Drähte unter Wasser berühren leuchtet dagegen die Lampe.

Messungen:

Bevor der Strom das Wasser passiert beträgt er Rund: 0,95A, Bei 9V

Sobald der Strom das Wasser verlässt: beträgt er 0,1A bei 9v (an der Glühlampe gemessen)



Fragen:
Warum funktionert das nicht?
Ich habe sehr viele Foren und Internetseiten durchgeforstet und denke, dass mein Aufbau identisch ist.

Wieviel Salz muss denn da theoretisch rein?
Muss es spezielles Salz sein?
Gibt es andere handelsübliche ungefährliche wässrige Stoffe die Strom leiten?




Danke
mfg
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Alt 30.09.2007, 11:41   #2   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Deine Lampe hat einen Nennstrom von 5A. Wenn der Strom viel kleiner als 5A ist, passiert der Strom zwar die Lampe (und in der Lösung kannst du die Elektrolyse beobachten weil der Stromkreis geschlossen ist) aber die Lampe leuchtet nicht auf.

Die Abhilfe würde darin bestehen, eine Lampe mit einem kleineren Nennstrom (kleinere Leistung) zu verwenden, etwa eine mit 1 oder 0.5 A.

Ferner sollte es keinen Unterschied machen, wo im Stromkreis du den Strom misst, denn der Strom ist im geschlossenen Stromkreis überall derselbe (also egal ob vor der Lampe oder vor dem Elektrolysegefäss).

lg
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"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
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Alt 30.09.2007, 12:13   #3   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Funktionert leider auch nicht,

habe eben eine Lampe mit 2,5V und 0,25A angeschlossen.

Ohne Wasser blendet Sie mich sogar mit Wasser passiert da nichts.

Den Strom habe ich eben nochmal nachgemessen:

ohne Wasser 9V und 1A.

mit Wasser 9v und 0,04A.
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Alt 30.09.2007, 19:27   #4   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Ja klar dass eine Lampe, die für 0.25 A ausgelegt ist bei 0.04 A nicht leuchtet
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Alt 30.09.2007, 20:23   #5   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Stimmt, seh' ich ja genau so...

nur warum wird die Stromstärke durch das Wasser so weit reduziert?
ich dachte das Salz im Wasser würde die Stromstärke weiterleiten.

Wie gesagt ohne das Wasser brennt die Lampe ...

Wo also liegt der Fehler??
Welche andere Flüssigkeit am besten ungiftig und trasparent könnte ich noch nehmen?
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Alt 30.09.2007, 20:52   #6   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Zitat:
Zitat von downdapp Beitrag anzeigen
Stimmt, seh' ich ja genau so...

nur warum wird die Stromstärke durch das Wasser so weit reduziert?
ich dachte das Salz im Wasser würde die Stromstärke weiterleiten.
tut es ja auch.
Zitat:
Wo also liegt der Fehler??
Welche andere Flüssigkeit am besten ungiftig und trasparent könnte ich noch nehmen?
salzlösung ist schon o.k. du kannst zweierlei probieren, um mehr strom durch die lösung zu kriegen : noch mehr salz drin lösen oder die elektrodenoberfläche vergrössern (also die länge des blanken drahtes in der lösung vergrössern oder am besten metallplatten nehmen als elektrode).
dem photo nach zu urteilen ist die zu kleine elektrodenfläche dein problem.

lg
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Alt 30.09.2007, 21:52   #7   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Vielen Dank, das war der Fehler. Jetzt komme ich auf 0,6A.

Trotzdem würde es mich noch interessieren ob es andere el. leitfähige Flüssigkeiten gibt,
insbesondere komplett transparente und am besten ungiftig.

Und ganz wichtig, wie lange kann da eigentlich Strom fließen?
Wird irgendwann der Zeitpunkt kommen an dem der Stromfluss nicht mehr statt finden kann?

nochmals Vielen Dank
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Alt 30.09.2007, 22:00   #8   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Zitat:
Zitat von downdapp Beitrag anzeigen
Trotzdem würde es mich noch interessieren ob es andere el. leitfähige Flüssigkeiten gibt,
insbesondere komplett transparente und am besten ungiftig.
Du kannst prinzipiell jede Verbindung dazu nehmen, die im Wasser als in Ionen dissoziiert vorliegt (also jedes wasserlösliche Salz).
Zitat:
Und ganz wichtig, wie lange kann da eigentlich Strom fließen?
Wird irgendwann der Zeitpunkt kommen an dem der Stromfluss nicht mehr statt finden kann?
Wenn du dein Experiment mit den Kupferelektroden längere Zeit fortsetzt, wirst du erkennen, dass die Anode langsam zerfressen wird, weil sich dort elementares Chlor bildet gemäss :
2 Cl- - 2e = Cl2,
welches mit dem Metall reagiert :
Cu + Cl2 = CuCl2
und die Lösung sich um die Anode herum grünlich färbt durch gelöstes Kupfer(II)chlorid. Spätestens wenn die Anode hin ist, hört der Stromfluss auf. Wenn du Elektroden aus einem inerten Material nimmst (etwa Graphit) kann man das Experiment so lange fortsetzen bis der Elektrolyt aufgebraucht ist - im Fall von NaCl passiert das allerdings nicht, weil durch die Elektrodenreaktionen selbst wieder Ionen enstehen (hier OH-) und auch die Na+ nicht als Metall abgeschieden werden können aus wässriger Lösung. Also kannst du die Salzlösung ewig lang elektrolysieren.

lg
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Alt 01.10.2007, 09:28   #9   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Graphit dämpft wiederum den Strom um 0.5A. Gibt es Alternativen?

Eine weitere Frage die ich vegessen hab' zu stellen:

Wird die Elektrolyse mit Graphit, Wasser und Salz auch in einem luftdichten Behälter funktioneren?

oder treten dabei evetuelle Problemme auf, wie z.B. Druck?
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Alt 01.10.2007, 10:57   #10   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Zu Graphit gibt es bei der Elektrolyse einer NaCl Lösung keine Alternativen, da auch Edelmetalle wie Pt oder Au, die sonst sehr geeignet als Elektrodenmateriale sind, von nascierendem Chlor angegriffen werden.

Wenn, wie du schreibst, Graphit den Strom "dämpft", ist es vermutlich wieder eine Frage der Elektrodenoberfläche, es kann aber auch sein, dass dein Graphit nicht reiner Graphit ist, oder bloss ein lose gepresstes Material. Wahr ist natürlich auch, dass Graphit den Strom eben nicht so gut leitet wie ein Metall. Wir machen diesen Versuch häufig in der Schule und nehmen dafür Graphitplatten als Elektrode. Es funktioniert auch mit Graphitstäben, die man aus alten Flachbatterien (Zink-Kohle Batterien) ausbauen kann.

In einem verschlossenen Gefäss kannst du die Elektrolyse nicht durchführen, da an der Anode Chlorgas frei wird, welches zu einem Druckanstieg führen würde. Ein Wort der Warnung vielleicht noch : man darf auf gar keinen Fall Chlorgas einatmen, da es sehr sehr giftig ist. Also nicht die Elektrolyse längere Zeit in unbelüfteten Räumen durchführen. Wenn du nur kurz elektrolysierst ist das kein Problem, da Chlor erstmal die Elektrolytlösung sättigt bevor es austritt.

lg
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Alt 01.10.2007, 13:58   #11   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Zitat:
Ein Wort der Warnung vielleicht noch : man darf auf gar keinen Fall Chlorgas einatmen, da es sehr sehr giftig ist.
Wie lange habe ich noch zu leben??

Ok, das ist leider nicht so gut, dass das als geschlossenes System nicht funktionieren kann und Salz beim zerlegen auch noch giftig wird.

Fällt dir eventuell eine andere wässrige Lösung ein, die
im geschlossenen System funktionieren kann und bei der ungiftige Nebenprodukte entstehen?
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Alt 01.10.2007, 20:06   #12   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Zitat:
Oder wie wäre es mit Essigsäure. Zitronensäure...
Das hört sich gut an.
Gibt es also bei Spaltung von Essigsäure oder Zitronensäure keine Gasentwicklung?


Ich fass' nochmal kurz zusammen:

ich möchte mit Hilfe einer Flüssigkeit den Stromkreis schließen.

Bedingungen:

1. es soll ein geschlossenes System sein, komplett Luftdicht.
2. Der Stromfluss (Elektolyse) soll am besten nie Aufhören oder mindestens ein paar Jahre halten.
3. die Größe des system ca. 6cm x 6cm x 6cm.
4. Wenn möglich wollte ich keine gefährliche Stoffe verwenden oder Stoffe die bei der Splatung in giftiges Zeug zerfallen.


mfg
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Alt 01.10.2007, 20:30   #13   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Deine Bedingungen sind praktisch unerfüllbar. Bei der Elektrolyse von Essigsäure entsteht auch ein Gas (Ethan), das kannst du also nicht in geschlossenem System machen.

Einfacher wird alles, wenn du statt Gleichstrom Wechselstrom nimmst. Wenn die Frequenz hoch genug ist (die 50 Hz des Lichtnetzes reichen), dann findet an den Elektroden keine Elektrolyse statt - du könntest dann sogar die Salzlösung nehmen. Wenn du also eine Schaltung mit Glühbirne willst, dann nimm als Spannungsquelle einen Transformator ohne Gleichrichter, oder wenn du Batteriebetrieb haben willst, bau dir einen Wechselrichter hinter die Batterie.

Vorsicht : nicht mit dem 240V Netz experimentieren, Lebensgefahr ! Meine Anregungen beziehen sich nur auf niedrige Spannungen (<30 V).

lg
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Alt 02.10.2007, 11:59   #14   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Den Ansatz mit Wechselstrom finde ich interessant. Ich werde mal versuchen die Technik dafür ranzukriegen.

Wie ist eigentlich dann dabei die physikalische oder die chemische Grundlage, wie wird der Strom ohne Elektrolyse transportiert?

mfg
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Alt 12.10.2007, 19:22   #15   Druckbare Version zeigen
downdapp Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Elektrolyse und Glühlampe

Zitat:
Einfacher wird alles, wenn du statt Gleichstrom Wechselstrom nimmst. Wenn die Frequenz hoch genug ist (die 50 Hz des Lichtnetzes reichen), dann findet an den Elektroden keine Elektrolyse statt - du könntest dann sogar die Salzlösung nehmen. Wenn du also eine Schaltung mit Glühbirne willst, dann nimm als Spannungsquelle einen Transformator ohne Gleichrichter, oder wenn du Batteriebetrieb haben willst, bau dir einen Wechselrichter hinter die Batterie.

Mitlerweile habe ich mir einen Transformator gekauft und den gleichen Versuch mit Wechselspannung durchgeführt.

Der Aufbau ist exakt der Selbe.
Diesmal 12V, 2A, Halogenlampe und Kochsalz.

Die Lampe brennt zwar, aber die Elektrolyse findet immer noch statt. Es steigen viele kleine Blächen am Minuspol auf.

Ist also die Annahme im oben gezeigten Zitat falsch oder übersehe ich etwas?

Vielen Dank
mfg
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