Naturfagsblogg-Marianne: Galvaniske elementer

Vi utførte to sammenhengende forsøk for å lære mer om galvaniske elementer. Et galvanisk element vil si at det omdanner kjemisk energi til elektrisk energi. Det første forsøket var som en oppvarming og innhenting av bakgrunnskunnskap til det andre. For å lage et galvanisk element trenger vi to forskjellige metaller, som ligger unna hverandre i spenningsrekka så de kan reagere i en redoksreaksjon, og en elektrolytt (en væske som leder strøm). I det første forsøket lagde vi et sitronbatteri. Da var sitronsaften elektrolytten. Vi satte ulike metaller i sitronen og koblet til et voltmeter. Resultatet så vi opp mot spenningsrekka. For å best mulig utnytte sitronen som elektrolytt trilla vi den med press for å skvise ut safta inni sitronen.

Vi prøvde å bruke sink (Zn) og kobber (Cu). Siden sink kommer før kobberet på spenningsrekka var det den vi plugget i som katode og kobberet som anode.

Li, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au, Pt

Dette ble resultatet:

Vi prøvde også bly (Pb) sammen med kobber (Cu), som står veldig nærme hverandre i spenningsrekka. Da var bly katode og kobber anode. Så prøvde vi magnesium (Mg) sammen med bly (Pb), der magnesium var katode og bly anode.

Li, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au, Pt

Dette ble resultatene:

Videre testet vi også magnesium sammen med to ulike biter med kobber; en kobbertråd og en kobbermynt.

Li, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au, Pt

Dette ble resultatet:

Kobber og kobber er jo det samme, de ulike spenningene kan derfor skyldes for eksempel at kobbermynten vår ikke var ren nok, den var oksidert.

_________________________________________________________

Det andre forsøket vi utførte var å lage en daniellcelle. Daniellcellen består av en elektrolytt og to halvceller; sinkhalvcelle og kobberhalvcelle. Sinkhalvcellen, som er katoden, var en sinkstang (Zn) i sinksulfatløsning (ZnSO₄) og kobberhalvcellen, som er anoden, var en kobberstang (Cu) i kobbersulfatløsning (CuSO₄). Vi koblet halvcellene sammen med elektrolytten som i dette forsøket var et papirtørkle dyppet i natriumsulfat (Na₂SO₄).

Spenningen i et galvanisk element kalles elektromagnetisk spenning. Batteriet vi nå har laget vil fortsette å gi elektromagnetisk spenning så lenge stoffet i katoden (altså sinkstanga) fremdeles er der og kan oksideres. Det er nemlig slik batteriet fungerer, vi fremkaller akkurat samme redoksreaksjon som i forsøket ”Enkle redoksreaksjoner ” ( http://naturfagsblogg-marianne.blogspot.no/2015/10/vi-tok-for-oss-et-enkelt-forsk-der-vi.html ). I stedet for at redoksreaksjonen skjer direkte mellom stoffene har vi plassert reaksjonen i en strømkrets. Vi kobler strømkretsen opp til et voltmeter og ser følgende:

Vi brukte et tykkere papirtørkle og så at dette skapte økt spenning. Det er fordi elektrolytten nå kan frakte flere elektroner og redoksreaksjonen skjer fortere. Som vi ser her: