Experimente der Kategorie "Elektrochemie"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Ionenwanderung in der Doppelzelle | Kupfer(II)-tetraammin- und Permangant-Ionen | Die Zwei-Kammer-Ionenwanderungszelle wird wie beschrieben auf einen OHP gelegt und mit den gemäß Anleitung zubereiteten Lösungen befüllt. Nach Einsetzen der Elektrodenbleche legt man eine 25V-Gleichspannung an. Nach längerer Laufzeit polt man die Anordnung um. | Lehrerversuch | Kaliumnitrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%)), Kaliumpermanganat |
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CfL: Leitfähigkeit von "reinem" Wasser ohne und mit Zusätzen | Leitfähigkeitsmessung von Wasser und zugefügten Stoffen im einfachen Stromkreis | Die Schaltung wird aufgebaut. Mit dem Testen von „reinem“ Wasser wird begonnen. Die Nägel sollten einen Abstand von mindestens 1 cm haben. In weiteren Bechergläsern wird dem Wasser jeweils ein anderer Stoff (Stärke, Zucker, Öl, Glaubersalz) hinzugefügt und die Leitfähigkeit der Lösung überprüft. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung (Demo) | Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung mit Kohleelektroden | Die Natriumchlorid-Lösung wird in das U-Rohr gefüllt und der Versuch aufgebaut. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet (mindestens 20 V). Das an der Elektrode, die mit dem Minuspol verbunden ist, entwickelte Gas kann mittels Knallgasprobe auf Wasserstoff getestet werden. Das an der anderen Elektrode freiwerdende Gas wird im Erlenmeyerkolben auf feuchtes Indikatorpapier, feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier oder Blütenblätter geleitet. | Lehrerversuch | Chlor (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas) |
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CfL: Elektrolyse von Natriumsulfat-Lösung nach Obendrauf | Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung mit Nägel-Elektroden in Spritzen | Die Nagelspitze muss einige Millimeter aus der Spritze herausragen. Die Nägel müssen fest in den Spritzen sitzen. Beide Spritzen mit Nagel werden in die Natriumsulfat-Lösung getaucht, um sie vollständig zu füllen und so am Becherglas befestigt, dass sie halb aus der Lösung ragen (Öffnung unten). Ist die mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbundene Spritze mit 2 mL Gas gefüllt, werden die Füllstände beider Spritzen notiert. Anschließend wird weiter Gas entwickelt, bis beide Spritzen vollständig gefüllt sind. Die mit dem Minuspol der Spannungsuelle verbundene Spritze wird in der Lösung mit einem Finger verschlossen, aus der Lösung genommen und das enthaltene Gas mittels Knallgasprobe auf Wasserstoff getestet. Die mit dem Pluspol der Spannungsuelle verbundene Spritze wird auf die gleiche Weise entnommen und das enthaltene Gas mittels Spanprobe auf Sauerstoff getestet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas) |
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CfL: Die Musikkartoffel | Stromleitung durch Ionenverschiebung in einer Kartoffel | Die Musikquelle und der Lautsprecher werden mit ihrem jeweiligen Kabel verbunden und die Musikquelle mit hoher Lautstärke gestartet. Beide Kabelenden werden direkt nebeneinander in eine Kartoffel gesteckt. Der Abstand der Anschlüsse in der Kartoffel wird zur Veränderung der Lautstärke variiert. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung an Kupferelektroden | Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit Kupferelektroden | Die Leiterplatte kann durch einen Edding mit einem Schriftzug oder einer Zeichnung versehen werden. Sie wird an den Pluspol der Spannungsquelle angeschlossen und die Spannung auf 4,5 V eingeregelt. Nach etwa 5 Minuten wir die Elektrolyse beendet und die Edding-Farbe mit Spiritus entfernt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%)), Ethanol (ca. 96 %ig) |
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CfL: Umkehrung der Hittorf-Elektrolyse | Kupfer(II)-chlorid-Elektrolyse mit vertikalem Versuchsaufbau und dessen Umkehrung | Die Kupferdrähte werden gemäß Anleitung präpariert. Anschließend wird so viel Kupfer(II)-sulfat-Lösung in das Rggl. gefüllt, dass die obere Elektrode gerade in die Lösung taucht. Die gesamte Konstruktion wird zur Kühlung in ein Becherglas mit Wasser gestellt und mit einem Gummi und einer Wäscheklammer am Becherglas befestigt. Die Elektroden werden mit der Spannungsquelle verbunden und die Spannung auf mindestens 20 V hoch geregelt. Nach wenigen Minuten wird das Rggl. vorsichtig aus dem Wasserbad gehoben und seine Temperatur mit der Hand befühlt. Anschließend wird es wieder in das Wasserbad gestellt. Wenn nach etwa 10 – 15 Minuten an der oberen Elektrode eine Gasentwicklung einsetzt, wird die Spannung herunter geregelt. Anschließend wird die Spannungsquelle durch einen Messmotor ausgetauscht. Zur genaueren Untersuchung kann der Messmotor durch ein Voltmeter ersetzt werden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Zinksulfat-Lösung (verdünnt, (1%<w<2,5%)) |
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CfL: Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung (Demo) | Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit Kohleelektroden | Die Kupfer(II)-chlorid-Lösung wird in das U-Rohr gefüllt. Feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier wird auf der Anodenseite entweder in den seitlichen Ansatz gelegt oder direkt über der Lösung an die Glaswand geklebt. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet (mindestens 20 V). | Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung | Chlor (freies Gas), Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%)) |
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Standardpotential bei Zink und bei Kupfer | Messung in einer dreiteiligen Petrischale | Die Kammern der Petrischale werden 1) mit 1-molarer Kupfersulfat-Lösung, 2) mit 1-molarer Zinksulfat-Lösung sowie 3) mit 1-molarer Salzsäure befüllt. Ein Stück Magnesiumband sorgt in der Salzsäure für stetige Wasserstoffentwicklung. Als Elektrode der Wasserstoffhalbzelle wird eine Platindraht, bei der Kupferhalbzelle ein Stück Kupferdraht und bei der Zinkhalbzelle ein Zinkdraht eingelegt. Mit Kaliumnitrat-Lösung getränkte Dochtstücke oder Filterpapierstreifen werden als Salzbrücke benutzt. Mit einem Digitalmultimeter misst man die jeweiligen Spannungen gegenüber der Wasserstoffelektrode. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L) |
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CfL: Elektrolyse von Kaliumhydroxid-Lösung | U-Rohr-Versuch mit Identifizierung der entstehenden Gase | Die Kaliumhydroxid-Lösung wird in das U-Rohr gefüllt und dann der Versuch entsprechend. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet. Das an der mit dem Minuspol verbundenen Elektrode entwickelte Gas kann mittels Knallgasprobe auf Wasserstoff getestet werden. Das an der mit dem Pluspol verbundenen Elektrode freiwerdende Gas wird mittels Glimmspanprobe auf Sauerstoff untersucht. | Lehrer-/ Schülerversuch | Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas), Kalilauge (Maßlösung c: 1 mol/L) |
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CfL: Nachweis von Zink und Silberoxid | Bezug auf: "CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen Zink-Silberoxid-Batterie" | Die Inhaltsstoffe der Batterie müssen getrocknet und anschließend gemörsert werden. Das trockene Zinkpulver wird auf die Magnesiarinne oder in den Verbrennungslöffel gegeben und in der oxidierenden Zone des Brenners erhitzt. Getrocknetes Silberoxid füllt man in das Reagenzglas, erhitzt dieses und prüft mit dem glimmenden Span auf Sauerstoff | Lehrer-/ Schülerversuch | Zink (Pulver, phlegmatisiert), Silber(I)-oxid, Zinkoxid, Sauerstoff (freies Gas) |
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CfL: Die Frucht-Reihe | elektrochemische Versuche mit Früchten | Die Früchte werden halbiert und mit Elektroden versehen. Die Elektroden sollten vor dem Gebrauch mit Stahlwolle gereinigt werden. Zwei verschiedene „Halbfrüchte“ können an den Schnittstellen in Kontakt gebracht werden. Die Elektroden werden mit dem Messmotor und anschließend dem Voltmeter verbunden. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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CfL: Brennstoffzellenbetrieb | Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff zur Gewinnung elektrischer Energie | Die Elektroden der Brennstoffzelle werden mit den Kontakten des Elektromotors verbunden. In dem Reagenzglas mit seitlichem Ansatz wird durch die Reaktion von Magnesiumspänen mit Haushaltsessig Wasserstoff hergestellt und dieser in den Wasserstoffeinlass der Zelle geleitet. Bleibt der Motor stehen, so bläst man mit einem Handgebläse oder mit einem Kolbenprober Luft in den Sauerstoffeinlass der Zelle. | Lehrer-/ Schülerversuch | Magnesium-Späne (nach GRINARD), Wasserstoff (freies Gas) |
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CfL: Gleichzeitige Ionenverschiebung von An- und Kationen (Demo) | Durch Anfärbung visualisierte Ionenwanderung | Die Einmachfolie wird in vier Lagen übereinander gelegt und anschließend ca. 10 min in Natriumsulfat-Lösung zum Quellen eingelegt. Die getränkte, vierlagige Einmachfolie wird möglichst feucht auf den Objektträger gelegt und die Elektroden angebracht. Oberflächige Feuchtigkeit wird vorsichtig mit saugfähigem Papier entfernt, damit die Farbe der Garne nicht zerläuft. Zwei oder vier farbgetränkte Garne werden auf der Einmachfolie verteilt. Der Abstand zwischen den Garnen sollte 7 - 10 mm betragen. Erst der fertig präparierte Objektträger wird auf den Overhead-Projektor gelegt. Dann wird unmittelbar eine Gleichspannung von ca. 30 V angelegt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylenblau, Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas) |
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CfL: Zink/Kupfer-Zelle mit Elektrolyt-Brücke | Verbindung zweier Halbzellen mithilfe einer getränkten Elektrolytbrücke | Die Bechergläser werden jeweils halb voll mit Kupfer(II)-sulfatlösung und Natriumsulfatlösung gefüllt. Das Kupferblech wird in das Becherglas mit der Kupfer(II)-sulfatlösung und das Zinkblech in die Natriumsulfatlösung gestellt. Beide Bechergläser werden dicht nebeneinander gestellt und die Bleche mit Hilfe des Kabelmaterials mit dem Voltmeter (ggf. dem Messmotor) verbunden. Anschließend wird ein etwa 10 cm langer, 2 cm breiter, trockener Filterpapierstreifen mit je einem Ende in die Bechergläser gehängt. Bevor beide Elektrolyte zu hoch gestiegen sind, wird auf die Mitte des trockenen Filterpapierstreifens tropfenweise Natriumchlorid-Lösung gegeben, bis diese beidseitig die Elektrolyte berührt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)) |
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CfL: Zerlegen und Untersuchen einer entleerten Zink/Silberoxid-Batterie | Bezug auf: "CfL: Zerlegen und Untersuchen einer frischen Zink-Silberoxid-Batterie" | Die Batterie muss zunächst vollständig entladen werden. Dann ist die Batterie zu öffnen. Die beiden ineinander gestülpten Becher werden getrennt und die Membran wird entfernt. Die in der Batterie enthaltene Flüssigkeit wird mit Unitest-Papier auf ihren pH-Wert getestet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Zink (Pulver, phlegmatisiert), Silber(I)-oxid, Zinkoxid |
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Batterie mit Gallussäure in saurer Lösung | Bau einer Redox-Flow-Spannungsquelle | Die Apparatur wird gemäß Beschreibung und Schemazeichnung zusammengebaut. Das Gefäß wird mit schwefelsaurer Gallussäure-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, 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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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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CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung | Elektrolyse einer Natriumsulfat-Lösung und anschließende Reaktion einer galvanischen Zelle | Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut. Die Kohleelektroden sollten einen Abstand von 2-3 cm haben. Die Natriumsulfat-Lösung wird mit einigen Tropfen Universalindikator-Lösung kräftig gefärbt. Anschließend wird die Lösung elektrolysiert und die Veränderungen an den Elektroden notiert. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. | Lehrer-/ Schülerversuch | Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol) |
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