Gå til hovedinnhold

Sitronbatteri og daniellcellen

Elevøvelse nr. 4,
Noah Skullestad, 3MKB
Åssiden VGS

Bakgrunnsteori

Elektrisk strøm er elektroner på vandring mellom ulike atomer, og fremstilles med andre ord av redoksreaksjoner. 

I et sitronbatteri er det redoksreaksjonen som oppstår mellom to poler som overføres fra kjemisk til elektrisk energi når elektronene går gjennom en ytre strømkrets. Sitronen er en elektrolytt. Vi lager altså et batteri.

Spenningskilden i et slikt batteri, kalles et galvanisk element. Det galvaniske elementet består alltid av to poler og én elektrolytt. Metallet som står lengst til venstre i spenningsrekka, blir den negative elektroden, mens metallet som står lengst til høyre blir den positive elektroden. Strømretningen går fra den positive til den negative elektroden, selv om elektronene vandrer fra den negative polen til den positive polen. 

En annen måte å demonstrere et galvanisk element, er gjennom daniellcellen. Daniellcellen består av to halvceller og en saltbro. En halvcelle kan være en elektrode i en ioneløsning som inneholder bevegelige ioner. Saltbroen inneholder en elektrolytt som ikke blander de to løsningene som leder strøm. Den lukker strømkretsen ved å overføre salt- og natriumioner fra løsningen som reduserer.

Del 1 - Sitronbatteri

Hypotese

Min hypotese er at vi får høyest spenning når vi bruker to metaller som er lenger unna hverandre på spenningsrekka, enn to som er nærmere på spenningsrekka.

Utstyr

  • Kobber (Cu)
  • Sink (Zn)
  • Magnesium (Mg)
  • Bly (Pb)
  • Stålull
  • To ledninger
  • To krokodilleklemmer
  • En sitron (eller annen sitrusfrukt)
  • Voltmeter

Fremgangsmåte

Rull sitronen godt får å få den så saftig som mulig. Rens metallene med stålullen, slik at de er så rene som mulig, og plasser to og to av dem i sitronen. Koble de til voltmeteret med ledninger og krokodilleklemmer. Test ut ulike kombinasjoner av metallene.

Resultat


 Kobber, magnesium, bly og sink


 Magnesium og sink. 


 Bly og kobber.
 Magnesium og kobber.
 Magnesium og stålull.
 Sink og magnesium.

 Sink og kobber.

Spenningsrekka: 

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

 Metallene vi har brukt er markert i blått.
  1. Kobber og bly: 0,1 volt
  2. Kobber og magnesium: 0,6 volt
  3. Kobber og sink: 0,3 volt
  4. Magnesium og sink: 0,3 volt
  5. Bly og sink: 0,2 volt
  6. Magnesium og bly: 0,5 volt
  7. Magnesium og stålull: 0,4 volt

Konklusjon

Vi fikk høyest spenning mellom kobber og magnesium. Dette samsvarer med hypotesten vår, siden disse to metallene er de som er lengst unna hverandre i spenningsrekka av de vi brukte. 
Likevel burde vi kunne fått en spenning på opp i mot 1 volt. Mulige feilkilder kan være at vi ikke rullet sitronen godt nok, eller at metallene ikke ble renset nok med stålull.

Del 2 - Daniellcellen

Hypotese

Vår hypotese er at vi i dette forsøket får en høyere spenning enn i det forrige.

Utstyr

  • Tre begerglass
  • To dioder (En i sink (Zn) og en i kobber (Cu)
  • Natriumsulfat (Na2SO4)
  • Sinksulfat (ZnSO4)
  • Kobbersulfat (CuSO4)
  • To ledninger
  • To krokodilleklemmer
  • Voltmeter
  • Papir

Fremgangsmåte

Bland ut natriumsulfat, sinksulfat og kobbersulfat med vann i hvert sitt begerglass. Putt kobber-dioden i kobbersulfatet, og sinkdioden i sinksulfatet. Koble disse til voltmeteret ved hjelp av ledninger og krokodilleklemmer. Dynk papir i natriumsulfat, og putt hver ende i hvert av begerglassene med sinksulfat og kobbersulfat, for å lage en saltbro.

Resultat

Her ser vi daniellcellen som gir en spenning på ca. 0,9 volt.

I denne redoksreaksjonen vil elektronene vandre fra sinksulfatet til kobbersulfatet. Sinksulfatet vil altså oksidere, mens kobbersulfatet vil redusere. Med andre ord er det sinksulfatet som er den negative polen, og kobbersulfatet som er den positive. Det vil også si at sinkpolen er anoden, og kobberpolen er katoden.

For å finne potensialet til denne daniellcellen, eksperimenterer vi med mengde papir, og hvor dynket den er i natriumsulfat. Etter å ha prøvd ut mye forskjellig, finner vi ut at denne daniellcellen kan produsere en spenning på 0,9 volt.

Reaksjonen kan vi vise i en kjemisk reaksjonslikning:

Delreaksjonene:
Oksidasjonen av anoden, sinksulfatet, som lett avgir elektroner.
Zn(s) à Zn2+(aq) + 2e-

 Reduksjonen av katoden, kobbersulfatet, som lett mottar elektroner.
Cu2+(aq) + 2e- à Cu2(s)


 Hovedreaksjonen:
Zn(s) + Cu2+(aq) à Zn2+(aq) + Cu(s) + elektrisk energi

Konklusjon

Vi konkluderer med at daniellcellen kan produsere mer strøm enn sitronbatteriet. Vi ser at spenningen er høyere. Likevel kan vi også se at forskjellen ikke er veldig stor, og at det også her kan være feilkilder som at metallet ikke var renset godt nok og allerede var oksidert/reduserte. 

Kilder:

http://ndla.no/nb/node/14709?fag=7
http://www.termwiki.sprakradet.no/wiki/Halvcelle




Kommentarer

Legg inn en kommentar

Populære innlegg fra denne bloggen

Bestemmelse av blodtype med

Elevøvelse nr. 7, Noah Skullestad, 3MKB Åssiden VGS Hensikt Med dette forsøket skal vi forstå bedre hvordan bestemmelse av blod fungerer, og lære hvilke blodtyper som kan overføres til hvilke.  Bakgrunnsteori I blodet vårt er det tre alleler, eller genvarianter, som bestemmer hvilken blodtype vi har. Dette er A, B og 0. Hver blodtype kjennetegnes med at de har en unik egenskap, eller et antigen, som synes i overflaten av de røde blodcellene. Blodtype A har antigen A og blodtype B har antigen B, mens blodtype 0 ikke har noen av de, og AB har begge. Plasmaen inneholder et antistoff, og hvilket antistoff det er avhenger av hvilket antigen man har. Dersom man har antigen A, har man antistoff B, og dersom man har antigen B, har man antistoff A. De med antigen 0 har både antistoff A og B i plasmaen, mens de med antigen AB ikke har noe antistoff i plasmaen.  Det er disse antistoffene som gjør at ikke alle kan få og gi blod til alle blodtyper. Dersom man får overf...
Legg inn en kommentar
Les mer

Spektre

Elevøvelse nr. 8 Noah Skullestad, 3MKB Åssiden VGS Bakgrunnsteori Det vi kjenner best som regnbuen, er egentlig et spekter. Det oppstår når sollyset blir brutt gjennom regndråpene, slik at bølgelengdene blir skilt fra hverandre. Et spektroskop bøyer lyset slik det blir brutt i regndråpene, og bølgelendgene skilles slik at vi ser hvilke bølgelenger lyskilden sender.  Når vi ser gjennom et spektroskop, kan vi se tre typer spektre; et sammenhengende spekter, emisjonsspekter eller absorpsjonsspekter. Vi ser et sammenhengende spekter når vi ser på faste stoffer, som sot, og inneholder alle bølgelengdene. Dersom vi ser på en lysende gass gjennom spekteret, ser vi bare noen bølgelengder. Vi ser noen linjer av farge som kalles spektrallinjer, mens resten er svart. Hvilke farger man ser, avhenger av gassen. Det er det som er et emisjonsspekter.  Dersom vi ser på sola gjennom en eller flere gasser, som atmosfæren, ser vi et sammenhengende spekter med noen svarte li...
Legg inn en kommentar
Les mer

Enkle arvelighetsforhold hos mennesker

Elevøvelse nr. 6, Noah Skullestad, 3MKB Åssiden VGS Hensikt Hensikten med denne elevøvelsen er å se på enkle arvelighetsforhold hos meg selv, i tillegg til å sammenligne de med andre. Bakgrunnsteori Genene vi arver fra foreldrene våres bestemmer ulike egenskaper vi har. Vi arver et gen fra hver forelder, og disse danner et genpar. Du har fenotypen, som er hvordan dette genet kommer til uttrykk, og genotypen, som er kombinasjonen av genvarianter, eller alleler. Ulike genvarianter gir ulike fenotyper. Hvert gen har to ulike genvarianter; et dominant gen, og et ressecivt gen. Dersom vi har to dominante gener eller to recessive gener, er genet homozygot (eks. BB). Hvis man har én av hver genvariant, er genet heterozygot (eks. Bb). I genpar som er heterozygot, vil man alltid få egenskapen til det dominante genet. For å få egenskapen fra det recessive genet, må det derfor være et homozygot recessivt genpar.  Det dominante genet blir alltid skrevet som en stor bokstav, so...
Legg inn en kommentar
Les mer