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20.  Auto-Batterie-Funktionsmodell I: Messen, Nutzen für Elektrolyse von Cola und Entladen

(Nur für erfahrene Chemielehrer/innen!
Schwefelsäure ist stark ätzend.
Arbeite in einem Tablett).

Im vorigen Versuch wurde etwa 20-prozentige Schwefelsäure in drei Kammern zwischen sechs Bleiblechen elektrolysiert.
Während sich das Blei der negativen Elektroden dabei nicht veränderte, überzogen sich die Anoden mit braunem Bleidioxid.
Das Funktionsmodell einer Auto-Batterie ist also entstanden. Im vorliegenden Experiment werden zunächst Spannung (Photo 1) und Strom (Photo 2) gemessen.
Anschließend dient es als Spannungsquelle für eine Elektrolyse.
Material
Außer dem Material des vorigen Versuchs: Schere, Schmirgelpapier, weiße Film-Dose, Cola-Blechstücke (Fe und Al), Phenolphthaleinlösung (PhPh), abgestandener Cola light (bei Bedarf etwas Glaubersalz darin lösen).
Experiment
  1. Verbinde die negative Elektrode über das schwarze Kabel mit einem oben und unten blank geschmirgelten Streifen aus einer deutschen Cola-Dose.
  2. Die positive Elektrode verbinde mit  einem oben und unten blank geschmirgelten Streifen aus einer österreichischen Cola-Dose.
      [alternativ: halbierter Coladosen-Verschluss, oder Streifen aus Red Bull-Dose].
  3. Bedecke den Boden einer umgedrehten weißen Filmdose mit Cola light, füge einen Tropfen PhPh zu.
  4. Tauche die blanken Blechenden in die braune Flüssigkeit.
Beobachtungen
a) Gasblasen-Entwicklung an beiden Elektroden.
Photo 3: b) Rötung von PhPh an Fe-Kathode, //  keine Veränderung an der  Al-Anode zu sehen.
Erklärungen
a) An der Fe-Kathode Reduktion des Wassers: 4 H2O(l)  + 4 e- --> 2 H2(g) + 4 OH-(aq)       //  Die Hydroxid-Ionen färben den PhPh-Indikator rot.
  An der Al-Anode Oxidation des Wassers:              2 H 2O(l)  --> O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e -


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