2. Zink und Kupfer in Galvanischen Zellen und einer Orangen-Batterie
Bereits
früher hast Du Elektrizität mit Hilfe zweier verschiedener Metalle
erzeugt. Hier sollst Du zwei solcher Galvanischer Zellen zu einer Batterie
verbinden.
* Links: Schneide Dir
ein Stück Zink-Blech aus dem Becher einer leeren runden "Batterie".
Kupfer-Draht-Abfälle
besorgst Du Dir beim Elektriker und entfernst die Isolierung.
* Stich die Metalle in eine Zitrone
(oder Orange), und verbinde sie mit einem Spannungs-Messgerät.
Das Gerät zeigt
für ein Zink-Blech und einen Kupfer-Draht 0,97 Volt Spannung (und
einige mA Strom).
* Mitte: Zerschneide eine
Orange, stich in beide Hälften je ein Zink- und ein Kupfer-Stück,
verbinde die Kupfer-Elektrode
der linken Zelle mit der Zink-Elektrode der rechten.
* Die freien Elektroden schließe
an das Messgerät an wie im vorigen Versuch.
Für die zwei
in Reihe geschalteten Anordnungen (Batterie) zeigt das Gerät 1,88
Volt also die doppelte Spannung an.
* Rechts: Das Modell veranschaulicht,
was an den Metallen, im Draht und in den Orangen abläuft.
1. Zink-Atome geben Elektronen
an den Draht ab. (Zn --Oxidation--> Zn2++ 2 e-) Diese Ionen gehen in
Lösung.
2. Elektronen fließen
durch den Draht zum Kupfer. Kupfer reagiert nicht, sondern gibt Elektronen
weiter.
3. H+(aq)-Ionen
des Saftes ziehen Elektronen aus der Kupferelektrode. [2 H+(aq)
+ 2 e---Reduktion--> H2(g)]
4. negative Ionen des
Saftes fließen von der positiven Elektrode weg.