nm10  Indirekte Elektronenübertragung von Kupfer auf Kupfer-Ionen (Konzentrationskette)
Eine Konzentrationskette ist die Kombination zweier gleichartiger Halbelemente, bei denen nur die Konzentrationen der Elek­trolytlösungen verschieden sind.

yMaterial
 
Experimentiertablett, Reaktionsplatte WP6, Digitales Multimeter mit Kabeln für elektrische Messungen, 2 Kabel mit Krokodilklemmen, isolierter Kupferdraht (D 0,8 mm), Schere, Waage, Nagel (10 cm), Toilettenpapier, Kupfer(II)sulfat (1 M ,  0,1M) Kaliumchlorid, (Einwegspritze 1 mL, destilliertes Wasser).
Aufgabe
1. Schneide zwei 15 cm lange Stücke von  isoliertem Kupferdraht ab. Enferne die Isolierung.
2. Umwickle den Nagel mit den Kupferdrähten, um Gebilde wie in Photo 1 zu erhalten.
3. Verbinde sie
über ein schwarzes Kabel (Minuspol) und rotes Kabel (Pluspol) mit dem
    auf 20 mV (DC) eingeschalteten Messgerät.
4. Fülle benachbarte Kammern von WP6 mit je 4 mL 0,1M Kupfersulfat-Lösung (links) bzw.1M Kupfersulfat-Lösung.
5. Drehe aus einem halben Stück Toilettenpapier einen Docht, tränke ihn vollständig mit 1M Kaliumchlorid-Lösung.
6. Tauche ihn als Ionenbrücke (Photo 1: IBr.) mit einem Ende in die linke Kammer und mit dem anderen in die rechte.
7.
Stelle das Messgerät in den Bereich von mV DC ein.
8. Tauche zunächst einen der aufgedrehten Kupferdrähte in die Kupfersulfatlösungen 0,1M (Photo 1) und dann auch den anderen in die Kammer mit 1,0 M (Photo 2).

Vergleiche deine 
Beobachtungen mit denen in Photo 2 .

vErklärung
(Photo 3)
Auf der Seite mit der 0,1 M Kupfersulfat-Lösung wird das Kupfer der Elektrode unter Abgabe von Elektronen zu Kupfer-Ionen oxidiert. Aufgrund der Elektronenabgabe ist dies die negative Elektrode, der Minuspol. Da hier eine Oxidation erfolgt, ist in einer Galvanischen Zelle der Minuspol die Anode (Oxidations-Elektrode).
Die Kupfer-Ionen lösen sich in der verdünnten Lösung. Dabei erhöht sich die Konzentration in dieser Halbzelle.
Die abgegebenen Elektronen wandern freiwillig über den metallischen Leiter und das Messgerät zur positiven Elektrode. Dort reduzieren sie die in zehnfacher Konzentration gelösten Kupfer-Ionen zu elementarem Metall, das sich an der Elektrode anlagert. Da hier eine Reduktion erfolgt, ist in einer Galvanischen Zelle der Pluspol die Kathode (Reduktions-Elektrode). Die Kupfer-Ionen-Konzentration sinkt also in dieser Halbzelle.
   ...............Anode (+ Pol)    Oxidation:               Cu(s) --> Cu2+(aq) + 2e-
.................Kathode (- Pol)   Reduktion: Cu2+(aq) +  2e- --> Cu(s)

"Partnerlos gewordene" Chlorid-Ionen in der rechten Halbzelle wandern durch Diffusion über die Ionenbrücke in die linke Halbzelle. Die hier neu entstanden Kupfer-Ionen diffundieren in die rechte Halbzelle. Wird einer Konzentrationskette dau­ernd Strom entnommen, stellt sich ein Konzentrationsausgleich ein, und die Spannung nimmt ab. Sie ist Null, wenn der Konzentrationsausgleich beendet ist.



zurück..............weiter.........,,....erste Veröffentlichung:  08.02.2008 ..................... letzte Veränderung: 13.06.2008