Experimente der Kategorie "Elektrochemie"

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung und anschließende galvanische Reaktion Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut. Die Elektroden sollten einen Abstand von mindestens 3 cm haben, um nicht zu viel Gas zu entwickeln. Eine Spannung von 9 V wird eingestellt. Der Geruch der Gase wird vorsichtig geprüft. An beide Elektroden kann feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier gehalten werden. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Die Zuordnung der Motoranschlüsse zu den Elektroden sowie die Drehrichtung des Rotors werden notiert. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Chlor (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Umkehrung der Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit anschließender galvanischen Reaktion Der Versuch wird gemäß Anleitung aufgebaut (4,5 V). Beide Elektroden werden an gegenüber liegenden Stellen am Rand der Petrischale in die Lösung getaucht. Anschließend werden die Elektroden auf einen Abstand von 1 cm angenähert. Dicht über die Lösung wird feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier an die Elektroden gehalten. Nach etwa einer Minute wird die Elektrolyse beendet und die Spannungsquelle durch einen Elektromotor ersetzt. Lehrer-/ Schülerversuch Chlor (freies Gas), Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%))
CfL: Elektrolyse von Kaliumhydroxid-Lösung im 'Spritzen-Hofmann' Elektrolyse einer Kaliumhydroxid-Lösung in einer Spritzenkonstruktion Der Versuch soll viermal durchgeführt werden, um alle zur Auswertung notwendigen Daten zu erhalten (bei Stromstärke von 0,070 A, 0,100 A, 0,130 A und 0,160 A). Der Spritzen-Hofmann wird so in ein Stativ eingespannt, dass der Kolben der 100-mL-Spritze die Tischplatte berührt und so nicht versehentlich aus der Spritze gezogen werden kann. Die Apparatur wird durch das obere Loch der 100-mL-Spritze langsam mit Kaliumhydroxid-Lösung gefüllt. Sind beide 10-mL-Spritzen vollständig gefüllt, werden sie mit je einem Luer-Kombi-Stopfen verschlossen. Auf die 100-mL-Spritze wird der durchbohrte Stopfen wieder aufgesetzt und der Spritzen-Hofmann in eine Reihenschaltung integriert. Mit der Spannungsquelle wird schnell die beabsichtigte Stromstärke eingeregelt und die Zeitmessung gestartet. Der Versuch ist beendet, wenn eine Spritze mit 10 mL Gas gefüllt ist. Anschließend können die Nachweisreaktionen durchgeführt werden. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (Maßlösung c: 1 mol/L), Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
Galvanisieren Verkupfern eines Metallgegenstandes Der Stromkreis wird aus den Geräten und Kabeln gemäß Anleitung zusammen gebaut. In das Becherglas pipettiert man etwas verd. Schwefelsäure und befüllt danach mit der Kupfer(II)-sulfat-Lösung. Als Elektroden werden der Metallgegenstand und die Kupferelektrode eingebaut. Man elektrolysiert 2min lang bei 6V Gleichspannung. Der verkupferte Gegenstand wird mit dest. Wasser abgespült und mit Papiertüchern getrocknet. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
Ionenleiter Elektrochemische Vorgänge in einer schwefelsauren Kupfer(II)-sulfat-Lösung Der Stromkreis und die Messanordnung werden gemäß Anleitung zusammen gebaut. In das U-Rohr pipettiert man zunächst verd. Schwefelsäure und befüllt es dann wie angegeben mit Kupfersulfat-Lösung. Wenn die beiden Graphitelektroden aufgesteckt sind, wird für 1min eine 12-V-Spannung angelegt. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (verd. w=____% (5-15%)), Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Salpetersäure (konz. w=____% (20-70%))
CfL: Verhalten einer Zink/Luft-Batterie mit und ohne Luftzutritt Sichtbarmachen der Reaktionsteilnahme von Bestandteilen der Luft bei einer elektrochemischen Reaktion Der Leichtlaufelektromotor wird mit den Polen der noch immer mit dem Aufkleber versehenen Knopfzelle verbunden. Ist der Motor stehen geblieben, wird der Aufkleber entfernt. Lehrer-/ Schülerversuch
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
CfL: Was zieht die Ionen an? (Filterbrücke) Ionenverschiebung durch chemische Reaktion an Elektroden Das Filterpapier wird zu einem langen Streifen (mindestens 50 cm) geschnitten. Anschließend wird es in Natriumsulfat-Lösung getränkt. 15 25-mL-Bechergläser werden in einer Reihe (Öffnung unten) aufgestellt. Die Bechergläser 1, 2 und 3 werden umgedreht, randvoll mit Natriumsulfat-Lösung gefüllt und mit dem langen, getränkten Filterpapierstreifen verbunden. Der Filterpapierstreifen wird leicht in die Lösung des 2. Becherglases gebogen. In die gefüllten Bechergläser 1 und 3 (außen) werden Kohleelektroden gestellt und die Elektroden mit den Polen der Spannungsuelle verbunden (Elektrode in Becherglas 1 an den Pluspol der Spannungsuelle). Danach wird ein Stück mit Lebensmittelfarbe getränktes Garn direkt vor die Elektrode des 1. Becherglases auf dem Filterpapier quer gelegt. Dann regelt man die Spannung auf mindestens 20 V hoch. Nach etwa 10 Minuten wird die Elektrode aus Becherglas 3 dichter an die andere herangebracht. Lehrer-/ Schülerversuch Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Elektrolyse einer verdünnten Ammoniumhydroxid-Lösung unter Zusatz von Phenolphthalein Produkte bei der Elektrolyse von Ammoniumhydroxid-Lösung Das Becherglas wird mit 100 mL Leitungswasser, 0,2 mL Ammoniumhydroxid-Lösung, max. 10 Tropfen Phenolphthalein sowie 0,3 g Kaliumnitrat (Leitsalz) gefüllt und mit einer Trennwand aus Pappe in zwei Kammern geteilt. Vor Beginn des Versuchs wird die Dampfphase der Ausgangslösung mit feuchtem Indikatorpapier geprüft. Anschließend taucht man in jede Kammer eine Kohleelektrode ein. Die Elektroden werden über die Spannungsquelle miteinander leitend verbunden und an der Spannungsquelle für einige Minuten eine Gleichspannung von 15 - 20 V angelegt. Nach ca. zwei Minuten Wartezeit prüft man die Dampfphase dicht an beiden Polen mit zwei feuchten Indikatorpapieren. Lehrer-/ Schülerversuch Kaliumnitrat, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%))
CfL: Elektrolyse von verdünnten alkalischen Lösungen Gasfreisetzung an den Elektroden Das Becherglas wird mit 100 Millilitern Leitungswasser, entsprechende Menge an basischer Lösung, max. 10 Tropfen Phenolphthalein sowie 0,3 Gramm Kaliumnitrat (Leitsalz) gefüllt und mit einer Trennwand aus Pappe in zwei Kammern geteilt. Vor Beginn des Versuchs wird die Dampfphase der Ausgangslösung mit feuchtem Indikatorpapier geprüft. Anschließend taucht man in jede Kammer eine Kohleelektrode ein. Die Elektroden werden über die Spannungsquelle miteinander leitend verbunden und an der Spannungsquelle für einige Minuten eine Gleichspannung von 15 - 20 Volt angelegt. Nach ca. zwei Minuten Wartezeit prüft man die Dampfphase dicht an beiden Polen mit zwei feuchten Indikatorpapieren. Lehrer-/ Schülerversuch Kaliumnitrat, Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Kalilauge (Maßlösung c=0,1mol/l), Natronlauge (Maßlösung c= 0,1 mol/L)
CfL: Zink/Kupfer-Zelle ohne Trennwand Anfertigen einer galvanischen Zelle mithilfe einer Kupfersulfatlösung Das Becherglas wird halb voll mit Kupfer(II)-sulfatlösung gefüllt. Das Kupfer- und das Zinkblech werden, ohne sich zu berühren, in die Lösung gestellt und mit Hilfe des Kabelmaterials zuerst mit einem Voltmeter und anschließend mit einem Elektromotor verbunden. Die Elektroden und der Elektromotor werden beobachtet. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
CfL: Das U-Boot Desaster Aufsteigen eines elektrolytisch befüllten Reagenzglases Das 800-mL-Becherglas wird mit Natriumsulfat-Lösung gefüllt und der Versuch wird aufgebaut. Dazu muss das Kupferkabel beidseitig abisoliert präpariert werden. Das vollständig mit Lösung gefüllte, kleine Reagenzglas wird auf die Kupferelektrode gestülpt. Um den Versuch zu beginnen, wird die Stromstärke schnell auf z.B. 0,050 A geregelt und sofort die Zeitmessung gestartet. Die Stromstärke muss ständig überwacht und konstant gehalten werden. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
CfL: Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung mit Eisennagel-Elektroden Beide Elektroden werden an gegenüberliegenden Stellen am Rand der Petrischale in die Lösung getaucht und beobachtet. Anschließend werden die Elektroden auf einen Abstand von 1 cm angenähert. Dicht über die Lösung an die Elektroden wird feuchtes Kaliumiodid-Stärke-Papier gehalten. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%)), Chlor (freies Gas)
CfL: Zink/Kupfer-Zelle mit Trennwand Anfertigen einer galvanischen Zelle mithilfe einer Kupfersulfatlösung und Trennwand Aus einem Stück Pappe wird mit einer Schere ein Streifen ausgeschnitten, der genau hochkant, mittig in das 50-mL-Becherglas passt und dieses in zwei Räume teilt. Ist das zweigeteilte Becherglas fertig, werden gleichzeitig beide Hälften halb hoch gefüllt, eine mit Natriumsulfat-Lösung und die andere gleich hoch mit Kupfer(II)-sulfatlösung. In die Natriumsulfatlösung wird das Zinkblech und in die Kupfer(II)-sulfatlösung das Kupferblech gestellt. Beide Bleche werden mit Hilfe des Kabelmaterials mit einem Elektromotor verbunden. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
CfL: Verhalten einer Zink-Luft-Batterie mit und ohne Luftzutritt Nachweis der Beteilikgung von Luft an der stromliefernden Reaktion Aufbau: Die Knopfzelle wird, wie in der Abbildung (s. Skript) dargestellt, an ihrem Pluspol (dem Mantel) in eine Krokodilklemme eingespannt. Dabei ist darauf zu achten, dass der Aufkleber problemlos entfernt und wieder angebracht werden kann. Nun sind die Kabel mit dem Mikromotor zu verbinden. Das zweite Kabelende, an dem sich keine Krokodilklemme befindet, ist so einzuspannen, dass es den Minuspol der Knopfzelle berührt. Durchführung: Der Mikromotor wird mit den Polen der noch immer mit dem Aufkleber versehenen Knopfzelle verbunden. Ist der Motor stehen geblieben, wird der Aufkleber entfernt. Lehrer-/ Schülerversuch
Konzentrationszelle Elektrochemische Vorgänge in Kupfersalz-Lösungen A Man füllt eine zweigeteilte Petrischale (alternativ: U-Rohr mit Diaphragma) mit Kupfer(II)-sulfat-Lösung gleicher Konzentration. Ein mit Kaliumnitrat-Lösung getränkter Filterpapierstreifen oder Kerzendocht dient als Salzbrücke. Ein Spannungsmessgerät wird an zwei Kupferdrahtstücke angeschlossen, die jeweils in eine gefüllte Kammer des Gefäßes eintauchen. Nun setzt man der einen Kammer etwas Ammoniak-Lösung (alternativ: etwas Natronlauge) zu. B In einer zweigeteilten Petrischale befüllt man eine Kammer mit einer 1-molaren Kupfer(II)-sulfat-Lösung, die andere Kammer mit stark verdünnter Lösung. Wie oben beschrieben misst man die Spannung zwischen beiden Halbzellen. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%)), Natronlauge (w=____% (>5%)), Ammoniak-Lösung (verd. w=____% (5-10%))
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)
CfL: Modellversuch zum Blei-Akkumulator Chemische Reaktionen mit Blei- und Blei(IV)-oxid-Halbzellen 1. Ein Becherglas wird etwa zur Hälfte mit Schwefelsäure gefüllt und die zuvor mit einem Scheuerschwamm gründlich gereinigten Bleibleche hineingestellt. Man verbindet die Bleibleche mit einer Spannungsquelle und regelt diese auf 4 – 6 V ein. Die Anschlüsse der Elektroden an den Polen der Spannungsquelle werden notiert und die Bleche genau beobachtet. 2. Sobald sich die Oberfläche der Bleche sichtbar verändert, wird die Elektrolyse abgebrochen (spätestens nach 2 Minuten) und die Spannungsquelle aus dem Stromkreis entfernt. Man misst die Spannung zwischen beiden Blechen und ermittelt die Stromflussrichtung anhand der Anschlüsse des Voltmeters und des angezeigten Spannungsvorzeichens. Anschließend schaltet man eine Glühlampe in den Stromkreis. Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. Schwefelsäure (konz. w: >15%), Blei (massiv, Stücke, Blech), Blei(IV)-oxid, Wasserstoff (freies Gas)
Wasserstoffnachweis durch Silberzementation Reaktionen zwischen der mit Lithium-Ionen intercalierten Graphitelektrode und 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 min 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 Silbernitrat-Lösung gestellt. Lehrer-/ Schülerversuch Propylencarbonat, Lithiumperchlorat, Silbernitrat-Lösung (verdünnt, w=____% (<5%))

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