Beim
Testen
der elektrischen Leitfähigkeit mit Gleichspannung hast Du erstmals
erfahren, dass sich dabei an den Elektroden neue Stoffe abscheiden können.
Bei der Elektroyse von Wasser aus Cola light konntest
Du Knallgas erzeugen. Im folgenden Experiment sollst Du Blei-Elektroden
chemisch verändern. Aus Bleiabfällen eines Dachdeckers erhältst
Du dabei das Funktionsmodell eines Blei-Akkus. Damit kannst Du Cola
light mit Colablechen als Elektroden elektrolysieren.
.
..
2.7.1 Funktionsmodell
eines Blei-Akkus 1. Herstellen aus Blechabfällen vom
Dachdecker
EXPERIMENT,
DAS ZEIGT: Schwefelsäure ist stark ätzend, also arbeite in einem
Tablett, benutze Einweghandschuhe, Vergiss die Schutzbrille
nicht!
Material
Photo 1: Experimentiertablett,
Reaktionsplatte (wellplate6) und 3 Deckel, 6 Blei-Streifen, Mikrobrenner,
Schere, alter Schraubenzieher (6 mm breit), Satz photovoltaischer
Zellen (12 V, 200mA), [alternativ: 12 V AC/DC Adapter], Tropfflasche mit
Wasser, 2 leere Tropfflaschen zur Aufnahme der Batteriesäure, Multimeter
Voltcraft VC 333, 4 Kabel mit Krokodilklemmen, Plastikpipette, Toilettenpapier,
Tropfflasche mit Schwefelsäure 95%.
Aufgaben
Vorbereitung der Deckel
1. Schneide die Zu-
und Ableitungsröhrchen der Deckel oben und unten ab, verschließe
die Kammern 1 - 3 mit diesen Deckeln.
2. Erhitze den Schraubenzieher
in der Spitze der Brennerflamme.
3. Photo 1:
Schmilz nacheinander je 2 Schlitze in die 3 Deckel.
Vorbereitung der Bleche
4. Schneide 6 passende
Stücke aus Bleiabfällen eines Dachdeckers.
5. Erzeuge Metallglanz
auf den Blei-Oberflächen, indem Du die Streifen mit der Schere abschabst.
Vorbereitung der Kammern
6. Fülle die
Kammern 1 - 3 mit je 4 mL Wasser, gib je 50 Tropfen Schwefelsäure
95 % dazu,
7. Vermische durch
abwechselndes Aufsaugen und Ausdrücken mit der Pipette.
8. Photo 1:
Miss die Spannung der photovoltaischen Zellen bei direkter Sonnenbestrahlung
ohne Belastung.
9. Photo 2:
Verschließe die Kammern, schiebe durch die Schlitze in den Deckeln
je 2 blanke Blei-Elektroden (Pb) bis zum Boden der Kammern.
Elektrolysen
10. Verbinde die linke Elektrode
im Deckel der Kammer 1 über ein schwarzes Kabel mit dem schwarzen
Kabel der photovoltaischen Zelle, ...
... die rechte Elektrode über ein gelbes Kabel mit der linken Elektrode
im Deckel der Kammer 2, ......
... deren rechte Elektrode über ein gelbes Kabel mit der linken Elektrode
im Deckel der Kammer 3 ....
... deren rechte Elektrode über ein rotes Kabel mit dem roten Kabel
der photovoltaischen Zelle.
11. Zur Spannungsmessung
während der Elektrolysen verbinde schwarzes und rotes Kabel zusätzlich
mit dem Multimeter.
12. Photo 3: Beende
die Elektrolysen, sobald die Anoden sich verfärbt haben.
Beobachtungen
a)Die
von den photovoltaischen Zellen bei direkter Sonneneinstrahlung geliefert
Spannung betrug ohne Belastung (Photo 1) 18,43 V
und während
der Elektrolyse 9,44 V (Photo 2) .
b) An beiden Elektroden
steigen Gasblasen auf. c) Die positiven Elektroden verfärben
sich braun ((Photo 3) .
Erklärungen
zu b) Reduktion von
Säure-Wasserstoff zu Wasserstoff an der negativen Blei-Elektrode.
Oxidation von Wasser zu Sauerstoff an der positiven Elektrode.
zu c) An positiver
Elektrode Oxidation von Blei-Atomen zu Bleidioxid:
2 H2O + Pb----------Oxidation--> PbO2 + 4 H+(aq)
+ 4e-
zurück.......
...............................................................................................letzte
Veränderung: 21.09.2004