Experimente der Kategorie "Elektrochemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Batterie mit Gallussäure in alkalischer Lösung | Gallussäure-/Luftsauerstoff-Batterie | Die Apparatur wird gemäß Beschreibung und Schemazeichnung zusammengebaut. Das Gefäß wird mit Gallussäure-Natronlauge-Lösung wie angegeben befüllt. (Anstelle von Gallussäure kann auch Pyrogallol verwendet werden.) Eine Kohlefolie wird als Elektrode eingehängt. In den vorbereiteten Blumentopf bringt man Schwefelsäure und Natriumperoxodisulfat sowie die Kohleelektrode (nach Oetken) ein. Man misst die Ruheklemmenspannung. Die Batterie wird zur Messung der Elektrodenpotentiale über eine Ionenbrücke mit einem weiteren Becherglas verbunden, das eine Silber-/Silberchloridelektrode in einer Kaliumchlorid-Lösung enthält. | Lehrer-/ Schülerversuch | Gallussäure-Monohydrat, Pyrogallol, Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Natriumperoxodisulfat |
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Gallussäure/Benzochinon-Batterie | Spannungsquelle mit zwei organischen Substanzen | Die Apparatur wird gemäß Beschreibung und Schemazeichnung zusammengebaut. Das Gefäß wird mit Gallussäure-Natronlauge-Lösung wie angegeben befüllt. Eine Kohlefolie wird als Elektrode eingehängt. In den vorbereiteten Blumentopf bringt man eine Schwefelsäure-Benzpchinon-Suspension ein sowie ebenfalls eine Kohlefolie. Man misst die Ruheklemmenspannung. Die Batterie wird zur Messung der Elektrodenpotentiale über eine Ionenbrücke mit einem weiteren Becherglas verbunden, das eine Silber-/Silberchloridelektrode in einer Kaliumchlorid-Lösung enthält. | Lehrer-/ Schülerversuch | Gallussäure-Monohydrat, Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), p-Benzochinon, Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)) |
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Eine Batterie mit grünem Tee | Matcha-Teepulver und Epigallocatechingallat reagieren an der Kohleelektrode. | Vorbereitend wird Matcha-Teepulver wie angegeben mit Natronlauge zu einer Suspension verrührt. Die Apparatur wird gemäß Beschreibung und Schemazeichnung zusammengebaut. Das Gefäß wird mit vorbereiteten Tee-Suspension befüllt. Eine Kohlefolie wird als Elektrode eingehängt. In den vorbereiteten Blumentopf bringt man Schwefelsäure und Natriumperoxodisulfat sowie die Kohleelektrode (nach Oetken) ein. Man misst die Ruheklemmenspannung. Die Batterie wird zur Messung der Elektrodenpotentiale über eine Ionenbrücke mit einem weiteren Becherglas verbunden, das eine Silber-/Silberchloridelektrode in einer Kaliumchlorid-Lösung enthält. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Natriumperoxodisulfat |
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Reaktion von lithiiertem Lötdraht mit Wasser | Beobachtung der Wasserstofffreisetzung und der alkalischen Reaktion | Gemäß Beschreibung wird ein Raktionsgefäß mit einer Elektrolyt-Lösung befüllt, die wie angegeben aus Lithiumperchlorat, Propylencarbonat und Dimethylcarbonat angemischt wird. Man setzt ein Stück Lötdraht und eine Graphitmine mittels Lüsterklemme als Elektroden ein, verschaltet diese wie beschrieben mit einer Gleichspannungsquelle und taucht sie in die Elektrolyt-Lösung. Der Akkumulator wird 5 min lang mit 4,8 V geladen. Anschließend entnimmt man die lithiierte Zinnelektrode und stellt sie in das mit Phenolphthalein-Lösung (lternativ: Thymolphthalein-Lösung) versetzte Wasser. | Lehrer-/ Schülerversuch | Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Lithiumperchlorat, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Thymolphthalein-Lösung (w=0,1% Lsm.: Ethanol/Wasser 1:1) |
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Reaktion von lithiiertem Lötdraht in Alkoholen | Vergleichsexperiment mit Alkoholen verschiedner Kettenlänge | Gemäß Beschreibung wird ein Reaktionsgefäß mit einer Elektrolyt-Lösung befüllt, die wie angegeben aus Lithiumperchlorat, Propylencarbonat und Dimethylcarbonat angemischt wird. Man setzt fünf Stücke Lötdraht und fünf Graphitminen mittels Lüsterklemme als Elektroden ein, verschaltet diese wie beschrieben mit einer Gleichspannungsquelle und taucht sie in die Elektrolyt-Lösung. Der Akkumulator wird 5 min lang mit 4,8 V geladen. Danach entnimmt man die fünf lithiierten Zinnelektroden und stellt vier davon in die vorbereiteten Rggl. mit Wasser, mit Ethanol, mit 1-Propanol und 1-Butanol. Man vergleicht die jeweiligen Reaktionen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Lithiumperchlorat, Ethanol (absolut), 1-Propanol, 1-Butanol |
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Akkumulator mit lithiierter Zinnfolie | Variante zur Erhöhung der Akku-Leistung | Gemäß Beschreibung wird ein Raktionsgefäß mit einer Elektrolyt-Lösung befüllt, die wie angegeben aus Lithiumperchlorat, Propylencarbonat und Dimethylcarbonat angemischt wird. Man setzt ein passendes Zinn-Folienstück und ein entsprechendes Graphit-Folienstück mittels Krokodilklemmen als Elektroden ein, verschaltet diese wie beschrieben mit einer Gleichspannungsquelle und taucht sie in die Elektrolyt-Lösung. Der Akkumulator wird 5 min lang mit 4,8 V geladen. Danach entlädt man Akkumulator mit drei in Reihe geschalteten Elektromotoren. | Lehrer-/ Schülerversuch | Lithiumperchlorat, Dimethylcarbonat, Propylencarbonat |
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Einlegierte Lithium-Ionen in der Zinnfolie | Nachweis durch Vergleich der Flammenfärbung | Gemäß Beschreibung wird ein Raktionsgefäß mit einer Elektrolyt-Lösung befüllt, die wie angegeben aus Lithiumperchlorat, Propylencarbonat und Dimethylcarbonat angemischt wird. Man setzt ein schmales Zinn-Folienstück und ein entsprechendes Graphit-Folienstück mittels Krokodilklemmen als Elektroden ein, verschaltet diese wie beschrieben mit einer Gleichspannungsquelle und taucht sie in die Elektrolyt-Lösung. Der Akkumulator wird 7 min lang mit 4,8 V geladen. Man entnimmt danach die lithiierte Zinnfolie mittels Pinzette, wäscht sie in Propylencarbonat-Lösung und hält sie in die rauschende Brennerflamme. Zum Vergleich legt man ein ebenso großes Stück Zinnfolie für 7 min in Lithiumsalz-Lösung, wäscht sie in frischer PC-Lösung ab und prüft die Flammenfärbung beim Verbrennen in der rauschenden Brennerflamme. | Lehrer-/ Schülerversuch | Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Lithiumperchlorat |
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Schmelztemperatur von Zinnfolie und lithiierter Zinnfolie (Vergleich) | Nachweis der entstehenden Zintl-Phasen | Gemäß Beschreibung wird ein Raktionsgefäß mit einer Elektrolyt-Lösung befüllt, die wie angegeben aus Lithiumperchlorat, Propylencarbonat und Dimethylcarbonat angemischt wird. Man setzt ein schmales Zinn-Folienstück und ein entsprechendes Graphit-Folienstück mittels Krokodilklemmen als Elektroden ein, verschaltet diese wie beschrieben mit einer Gleichspannungsquelle und taucht sie in die Elektrolyt-Lösung. Der Akkumulator wird 7 min lang mit 4,8 V geladen. Man entnimmt danach die lithiierte Zinnfolie mittels Pinzette und wäscht sie in Propylencarbonat-Lösung. Man legt sie auf einen Objektträger, zum Vergleich auch eine unbehandelte Zinnfolie auf einen zweiten Objektträger. Beide Gläser werden auf einer Heizplatte langsam stark erhitzt, bis es zum Abbrand der legierten Folie kommt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Dimethylcarbonat, Propylencarbonat, Lithiumperchlorat |
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Galvanische Zink-Braunstein-Zelle | Realversuch und Computersimulation | Gemäß Anleitung mischt man eine Paste aus Graphitpulver, Mangan(IV)-oxid und Ammoniumchlorid-Lösung an, gibt sie in einen Teefilterbeutel und steckt eine Graphitelektrode hinein. Man stellt diese Paste zusammen mit einem länglichen Zinkblech in ein Becherglas und füllt mit Ammoniumchlorid-Lösung auf. Zusammen mit einem Lämpchen wird der Ansatz in einen Stromkreis verschaltet. Parallel zum Experiment nutzt man eine FLASH-animierte PC-Simulation der elektrochemischen Reaktion auf Teilchenebene. | Lehrer-/ Schülerversuch | Mangan(IV)-oxid, Ammoniumchlorid |
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Galvanisieren eines Eisenschlüssels | Realversuch und Computersimulation | Ein Eisenschlüssel wird durch Eintauchen in Kalilauge und anschließendes Abspülen mit Wasser gereinigt. Gemäß Anleitung wird in einem Becherglas die Kupfersalz-Elektrolytlösung vorbereitet. In einem Stromkreis wird der Schlüssel kathodisch und ein Kupferstab anodisch geschaltet - beides taucht in die Elektrolyt-Lösung. 10 min lang wird bei 0,3 A elektrolysiert. Parallel zum Experiment nutzt man eine FLASH-animierte PC-Simulation der elektrochemischen Reaktion auf Teilchenebene. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kalilauge (verd. w=____% (2-5%)), Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Natriumhydroxid (Plätzchen) |
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Redoxreaktion (Verkupfern eines Eisennagels) | Realversuch und Computersimulation | Gemäß Anleitung stellt man einen Eisennagel in ein Becherglas, das mit Kupfer(II)-sulfat-Lösung gefüllt ist und beobachtet die Reaktion. Parallel zum Experiment nutzt man eine FLASH-animierte PC-Simulation der elektrochemischen Reaktion auf Teilchenebene. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)) |
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Elektrolyse von Wasser (Microscale für Schülerübungen) | Kanallgasproduktion in einer Einwegpipette | Gemäß Beschreibung wird eine Einweg-Plastikpipette mit zwei Nadelelektroden ausgestattet. Ein Rggl. wird mit Natriumsulfat-Lösung befüllt. Man stellt die Pipette hinein, saugt wie angegeben die Flüssigkeit hoch und startet die Elekrolyse durch Anlegen einer 4,5V oder 9V-Gleichspannung aus einer Batterie. Wenn der Pipettenkopf mit Knallgas gefüllt ist, presst man es in eine Portion Wasser-Spülmittelgemisch in einer Porzellanschale und entzündet es. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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Ionenwanderung auf dem Objektträger | Kaliumpermanganat- und ammoniakalische Kupfersalz-Lösung unter Gleichspannung | Ein DC-Plattenstücks mit Aluminiumoxidoberfläche (alternativ: Objektträger-Filterpapier-Kombination) wird mit Kaliumnitrat-Lösung getränkt bzw. befeuchtet. Gemäß Beschreibung belegt man beide äußeren Seiten dieser Platte mit einer Bleistiftmine, an die über Kabel und Klemmen eine 25V-Gleichspannung angelegt wird. Ein Wollfaden wird mit Kaliumpermanganat-Lösung und mit einer ammoniakalischen Kupfer(II)-sulfat-Lösung getränkt und mittig zwischen den beiden Minen aufgelegt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)) |
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Ionenwanderung im Doppel-U-Rohr | Permangant- und Kupfertetrammin-Ionen im elektrischen Spannungsfeld | Gemäß Anleitung befüllt man die äußeren Schenkel des Doppel-U-Rohres mit einer ammoniakalischen Ammoniumsulfat-Kochsalz-Lösung bzw. mit einer Ammoniumsulfat-Kochsalz-Lösung ohne Ammoniak-Zusatz. Die beiden farbigen Salzlösungen werden bereitet, zusammengegeben und wie beschrieben in den mittleren U-Rohrschenkel gefüllt. Man legt für mind. 20 min an die zwei Platinelektroden des Aufbaus eine 25-40V-Gleichspannung an. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)) |
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Ionenwanderung in der Petrischale | Kupfer- und Permanganat-Ionen in Gelschicht | Gemäß Anleitung bereitet man aus Agar-Agar, Kaliumnitrat und Wasser ein Gel, das in eine Petrischale gegossen wird. Wie beschrieben werden zwei Löcher in die Gelschicht gestanzt und an beiden Seiten der Schale zwei gelfreie Streifen. In diese gießt man etwas Kaliumnitrat-Lösung und legt jeweils eine Graphitelektrode hinein. In die beiden Löcher in der Mitte wird etwas Kupfersulfat-Lösung bzw. etwas Kaliumpermanganat-Lösung hineingetropft. Dann legt man eine 25V- -Gleichspannung an die beiden Elektroden und projeziert den Ablauf des Experiments mittels OHP. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kaliumpermanganat-Lösung 0,1N (Maßlösung, c=0,1N), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)) |
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Synthese und Elektrolyse von Zinkiodid | Zink/Iod-Zelle als galvanisches Element | A In einem Becherglas wird gemäß Anleitung etwas klein geriebenes Iod in Wasser und Ethanol gelöst. Man setzt Zinkpulver hinzu und verrührt, bis die Lösung farblos geworden ist. B Man filtriert die Lösung und gibt sie in eine Petrischale, die in der Mitte durch einen Filterpapierstreifen (Ionenbrücke) geteilt ist. Auf beiden Seiten werden Elektroden in die Lösung gelegt. Mit einer geeigneten Batterie wird wie angegeben eine Gleichspannung angelegt und der Ladevorgang gestartet. C Nach einigen Minuten tauscht man die Gleichspannungsquelle gegen einen Verbraucher ( Motor .. LED) aus. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zink (Pulver, nicht stabilisiert), Iod, Ethanol (ca. 96 %ig) |
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Zinkbaum in der Petrischale | Elektrochemische Metallabscheidung | Eine Petrischale wird mit Zinkiodid-Lösung gefüllt. Zwei Büroklammern werden wie beschrieben aufgebogen und als Elektroden links und rechts in die Lösung gebracht, wobei deren zwei Enden gemäß Anleitung und Skizze mit einer 4,5V-Fachbatterie verbunden werden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinkiodid, Iod |
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Wasserzersetzung mit Medizintechnik | Getrenntes Auffangen von Wasserstoff und Sauerstoff | Gemäß Beschreibung und Skizze wird die Zersetzungsapparatur zusammengestellt: Zwei Kanülen werden durch Abschneiden der Spitzen entschärft und leicht gewickelt, so dass sie als Elektroden dienen können (alternativ: Platindraht). Aus zwei 20ml-Spritzen werden die Stempel entfernt. Eine weitere Spritze wird zur Gasentnahme bereitgehalten. Das Elektrolysegefäß wird wie angegeben mit angesäuertem Wasser gefüllt. Man stellt die Zersetzungsapparatur hinein und legt an die Elektroden mit Netzteil oder 9V-Batterie eine Gleichspannung an. Die bei der Elektrolyse gesammelten Gase werden einzeln in die dritte Spritze und dann in ein Rggl. überführt. Man macht mit Wasserstoff eine Knallgasprobe und mit Sauerstoff eine Glimmspanprobe. | Lehrer-/ Schülerversuch | Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas) |
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Knallgas in der kleinen Ampullenflasche | Elektrochemische Wasserzersetzung | Gemäß Anleitung und Skizze wird die Ampullenflasche mit Natriumsulfat- oder -Carbonat-Lösung befüllt. Man setzt den Stopfen mit den Kanülen-Elektroden auf und montiert die kleine Ampullenflasche mit der Öffnung nach unten auf eine größere Ampullenflasche und klemmt wie beschrieben die Gleichspannungsquelle an. Man elektrolysiert mit 4,5V oder 9V bis das entstandene Knallgas die Lösung nach unten verdrängt hat. Dann hält man die kleine Ampullenflasche mit dem Knallgas an die Seite einer Teelichtflamme. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid- und Zinkiodid-Lösungen | Tropfenmaßstab: Arbeit auf dem Objektträger | Man gibt gemäß Beschreibung eine. Tropfen Kupfer(II)-Chlorid-Lösung, alternativ Zinkiodid-Lösung, mittig auf einen Objektträger. Zwei Bleistiftminen dienen als Elektroden und ragen ein wenig auf beiden Seiten des Tropfens in die Flüssigkeit. Mit 4,5V wird elektrolysiert (Flachbatterie). | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat, Zinkiodid |
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