Experimente der Kategorie "Elektrochemie"

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
Modellexperiment zur Silberoxid-Zink-Batterie Laden und Entladen als Redoxprozess In eine Glaswanne mit Kalilauge hängt man wie beschrieben eine blanke Silberplatte bzw. ein Silberblech sowie ein Zinkblech als Elektrode. Die Metalle sollen sich nicht berühren. Dann lädt man ca. 20 sec lang mit einer 5V-Gleichspannung und erzeugt damit die dunkelbraune Silberoxidschicht. Wasserstoff entwickelt sich am Zinkblech. Zum Entladen der Batterie wird die Spannungsquelle entfernt und an ihrer Stelle ein Kleinelektromotor in den Stromkreis eingebaut. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (konz. w=____% (5-25%)), Silber(I)-oxid, Wasserstoff (freies Gas)
Nachweis der am -Pol intercalierten Lithium-Ionen Erzeugen einer charakteristischen Flammenfärbung Vorbereitend wird die Elektrolytlösung wie angegeben angemischt. Gemäß Anleitung und Darstellung wird ein Schnappdeckelglas mit der Elektrolytlösung befüllt und mit den Elektroden bestückt. Die beiden Graphitelektroden werden zur Aufladung des Systems für 4 min mit 4,2V-Gleichspannung beschaltet. Dann werden die Elektroden in Propylencarbonat 4 min lang wie beschrieben ausgewaschen. Man bringt danach die Graphitminen in die entleuchtete Gasbrennerflamme, erst kurz, um das Propylencarbonat zu verbrennen, dann anhaltend zur Erzeugung der Flammenfärbung bzw. zum Vergleich. Lehrer-/ Schülerversuch Propylencarbonat, Lithiumperchlorat
Nachweis der Ionenwanderung Säure und Lauge im elektrischen Spannungsfeld Der Glastrog wird wie angegeben mit zwei Elektrodenplatten bestückt und in den elektrischen Stromkreis eingebunden. Die beiden mit Kaliumnitrat-Lösung getränkten Indikatorpapierstreifen werden gemäß Anleitung aufgelegt. Nach Anlegen einer 12V-Gleichspannung setzt man mittels Pipette einen kleinen Tropfen Salzsäure auf den einen Papierstreifen und einen Tropfen Natronlauge auf den anderen - exakt in die Mitte. Lehrer-/ Schülerversuch Natronlauge (verd. w= 10%), Salzsäure (verd. w=____% (<10%)), Kaliumnitrat
Nachweis der reversiblen Lithium-Ionen-Intercalation durch Phenolphthalein Alkalische Reaktion beim Kontakt mit Wasser Vorbereitend wird die Elektrolytlösung wie angegeben angemischt. Gemäß Anleitung und Darstellung wird eine TIC-TAC(TM)-Dose mit der Elektrolytlösung befüllt und mit den Elektroden bestückt. Die beiden Graphitelektroden werden zur Aufladung des Systems für 5 Minuten mit 4,5V-Gleichspannung beschaltet. Man gibt die als -Pol geschaltete Elektrode für wenige Minuten in ein Rggl. mit Wasser und führt danach erneut den Ladevorgang aus - unter Austausch der beiden Elektroden. Dann wird die mit Lithium-Ionen intercalierte Graphitmine in eine Rggl. mit Phenolphthalein-Lösung gestellt. Lehrer-/ Schülerversuch Propylencarbonat, Lithiumperchlorat, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig)
Nachweis der reversiblen Perchlorat-Ionen-Intercalation mit Bromthymolblau Saure Reaktion der +Pol-Graphitminen nach dem Ladevorgang Vorbereitend wird die Elektrolytlösung sowie die Bromthymol-Nachweislösung wie angegeben angemischt. Gemäß Anleitung und Darstellung wird eine TIC-TAC(TM)-Dose mit der Elektrolytlösung befüllt und mit den Elektroden bestückt. Die beiden Graphitelektroden werden zur Aufladung des Systems für 5 Minuten mit 4,5V-Gleichspannung beschaltet. Man gibt die als +Pol geschaltete Elektrode für wenige Minuten in ein Rggl. mit Wasser und führt danach erneut den Ladevorgang aus - unter Austausch der beiden Elektroden. Dann wird die mit Perchlorat-Ionen intercalierte Graphitmine in eine Rggl. mit der zubereiteten Bromthymolblau-Lösung gestellt. Lehrer-/ Schülerversuch Propylencarbonat, Lithiumperchlorat, Natronlauge (w=____% (>5%)), Salzsäure (verd. w=____% (<10%))
Oxidation von Zink mit Kupferkontakt Wasserstofffreisetzung bei der Zinkoxidation in Schwefelsäure Ein Zink- und ein Kupferstab werden zunächst ohne Berührung in ein Gefäß mit Schwefelsäure gestellt. Die zu beobachtende Wasserstoffentwicklung am Zink wird stärker und verlagert sich auf den Kupferstab, wenn dieser das Zink berührt. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (konz. w: >15%), Wasserstoff (freies Gas)
Oxidationsstufen des Mangans Farbige Vielfalt in Zellkulturplatte Gemäß Anleitung werden vier der sechs Vertiefungskammern der Platte mit den betreffenden Lösungen mittels Pipette befüllt. Anschließend gibt man wie beschrieben unter Rühren tropfenweise jeweils Natriumsulfit-Lösung hinzu. Lehrerversuch Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L), Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Natriumsulfit-Heptahydrat, Kaliumpermanganat
Potentialdifferenz zwischen Kupfer und Zink Messung mit galvanischen Halbzellen Ein U-Rohr mit Fritte wird auf der einen Seite mit einer genau 1-molaren Kupfer(II)-sulfat-Lösung, auf der anderen Seite mit einer 1-molaren Zinksulfat-Lösung auf gleiche Füllhöhe befüllt. Ein blanker Kupferstab wird in die Kupfersalz-Lösung und eine blanker Zinkstab in die Zinksalzlösung gestellt. Man verbindet die Metalle mit einem Voltmeter (0-3 V). Lehrer-/ Schülerversuch Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat
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
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)
Redoxpotenzial und Konzentration Einwirkung von Ammoniak in einer galvanischen Kupfer-Halbzelle Zwei Bechergläser, das eine mit 1-molarer Kupfer(II)-sulfat-Lösung, das andere bei gleicher Füllhöhe mit 1-molarer Schwefelsäure befüllt, werden über ein U-förmiges mit gesättigter Kaliumnitrat-Lösung befülltes Glasrohr als Stromschlüssel verbunden. Eine Kupfer-Elektrode taucht in das eine Becherglas, die Wasserstoffreferenzelektrode in das andere. Die Potentialveränderung der Kupfer-Halbzelle wird gemessen, während kontinuierlich Ammoniak-Lösung in die magnetgerührte Kupferionen-Lösung eingetropft wird. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kaliumnitrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%))
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%))
Reduktion von Kupfer(II)-Ionen Abscheidung von Kupfer aus einer Kupferchlorid-Lösung Reagenzglasversuch: Aus einer Kupferchlorid-Lösung wird mittels Eisen(wolle) (alternativ: Alufolie) metallisches Kupfer abgeschieden. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat
Reihenfolge der Ionenentladung Vorgänge bei der Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung Vorbereitend wird eine 1-molare Natriumchlorid-Lösung zubereitet und ein mit gesättigter Kaliumnitrat-Lösung getränkter Filterpapierstreifen bereit gestellt. Zwei Bechergläser mit der vorbereiteten Natriumchlorid-Lösung werden mit jeweils einer Graphit-Elektrode ausgestattet und durch den Filterpapierstreifen als Ionenbrücke verbunden. Man legt gemäß Anleitung eine Gleichspannung an und beobachtet. Lehrer-/ Schülerversuch Kaliumnitrat
Sauerstoffnachweis mit Kaliumiodid-Stärke-Lösung und Thiocyanat Reaktion der mit Perchlorat-Ionen intercalierten Graphitelektrode Vorbereitend wird die Elektrolytlösung sowie die Kaliumiodid-Stärke-Lösung und die Eisen(II)-Salz-Thiocyanat-Lösung wie angegeben angemischt. Gemäß Anleitung und Darstellung wird eine TIC-TAC(TM)-Dose mit der Elektrolytlösung befüllt und mit den Elektroden bestückt. Die beiden Graphitelektroden werden zur Aufladung des Systems für 5 Minuten mit 4,5V-Gleichspannung beschaltet. Man gibt die als +Pol geschaltete Elektrode in ein Rggl. der Kaliumiodid-Stärke-Lösung. Danach führt man erneut den Ladevorgang aus und taucht die mit Perchlorat-Ionen intercalierte Graphitmine in ein Rggl. mit der zubereiteten Eisen(II)-Salz-Thiocyanat-Lösung. Lehrer-/ Schülerversuch Propylencarbonat, Lithiumperchlorat, Natriumthiocyanat, Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat
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
Sichtbare Ionenleitung Wanderung im elektrischen Feld Vorbereitend werden gemäß Anleitung in einem Rggl. Kaliumpermanganatkristalle in Kupfersulfat-Lösung aufgelöst. Sollte ein Niederschlag entstehen, pipettiert man unter dem Abzug Ammoniak-Lösung hinzu, bis die Lösung wieder klar ist. In einer Petrischale wird ein Wollfaden mit dieser Lösung getränkt. Wie beschrieben wird der Stromkreis zusammengebaut, die DC-Folie mit Kaliumnitrat-Lösung befeuchtet und über Kontaktstreifen in den Stromkreis eingebunden. Man legt den Wollfaden mittig auf und regelt eine 12V-Gleichspannung ein. Unter Kontrolle der Stromstärke lässt man das Experiment 10min lang laufen. Lehrer-/ Schülerversuch Kaliumpermanganat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%))
Silber im Nano-Format Elektrolytische Darstellung von Silber-Nanopartikeln Zwei Bechergläser werden hälftig mit stark verdünnter Silbernitrat-Lösung befüllt. In eines der Bechergläser montiert man mittels Krokodilklemmen zwei Silberdrähte, die tief in die Lösung eintauchen. (Die andere Portion dient als Vergleichslösung.) Die Silberdrähte werden über Kabel mit einer 9-V-Batterie verbunden. Man elektrolysiert unter Wechselspannung: Im 5-sec-Rhythmus wird 20mal die Polung batterieseitig getauscht. Anschließend werden zur Beobachtung des Tyndall-Effekts an einem dunklen Ort beide Gefäße mit einem Laserpointer seitlich durchstrahlt. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))
Silberfraktale Elektrolytische Abscheidung von elementarem Silber Variante Petrischale: Man füllt stark verd. Silbernitrat-Lösung in eine Petrischale. Zwei Silberdrähte werden mit Abstand in die Lösung eingebracht und mit einer 9-V-Spannungsquelle verbunden. Variante Objektträger: Zur mikroskopischen Beobachtung der Fraktalbildung wird ein Objektträger mit Vertiefung mit wenigen Tropfen Silbernitrat-Lsg. befüllt. Zwei Silberdrähte, verbunden mit einer 9-V-Spannungsquelle, tauchen in die Lösung, die Drahtspitzen haben etwas Abstand. Lehrer-/ Schülerversuch Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))
Solarbetriebene Elektrolyse von Natriumsulfat Im Konzentrationsgefälle steckt Energie. Gemäß Anleitung stellt man eine Natriumsulfat-Lösung her und versetzt sie mit etwas Universalindikator. Man gibt die Lösung in ein U-Rohr und elektrolysiert unter Verwendung eines Solarpanels mittels Platinelektroden 10 min lang. Dann tauscht man das Panel gegen ein Spannungsmessgerät aus. Lehrer-/ Schülerversuch Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol)

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