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Zum Ende der Seite springen Apfelbatterie
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loop loop ist männlich
Quark


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:bitttteeee: Apfelbatterie Auf diesen Beitrag antworten Zitatantwort auf diesen Beitrag erstellen Diesen Beitrag editieren/löschen Diesen Beitrag einem Moderator melden       Zum Anfang der Seite springen

Hallo Leute

wir haben in der Schule den versuch der Apfelbatterie durchgeführt. Nun sollen wir ein Protokoll darüber erstellen. Ich habe hier mal mein bisher geschriebenes reingestellt, wäre super wenn mir jemand ein feedback dazu geben könnte und mögliche Fehler und Verbesserungsvorschläge mir mittelen. Unser Lehrer ist sehr penibel mit der Bewertung und außerdem machen unsere Protokolle ein Großteil unserer mündlichen Note aus. Wäre für Hilfe sehr dankbar.

Also:


Apfelbatterie

Gerät: 1 Spannungsmessgerät mit Kabeln

Chemikalien: 2 Apfelviertel
2 Kupferdrähte
2 Zinknägel

Skizze:

Durchführung:

In einen Apfel wird ein Kupferdraht und ein Zinknagel so gesteckt, dass sich die Metalle in der Frucht nicht berühren. Die Oberfläche der Metalle ist dabei so groß wie möglich. Die elektrische Spannung wird mit einem Spannungsmessgerät gemessen. Bei einem 2. identischen Element wird der Versuch erneut durchgeführt. Im bächsten Schritt werden beide Elemente so zusammengeführt, dass der Kupferdraht des einen Apfelviertels den Zinknagel des Anderen berührt. Die Früchte und die jeweils anderen Metalle berühren sich nicht. Zuletzt wird die Spannung an den freistehenden Metallen gemessen.
Bei allen Versuchen wird sowohl der Plus- sowie der Minuspol abwechseld an beide Metalle gehalten um die Spannung zu messen.

Beobachtung:

Bei der Messung schwankt die Spannung am Anfang etwas, pendelt sich jedoch nach ca. 5sec ein.
Infolge des 1. Versuchs, wobei der Pluspol an den Kupfernagel sowie der Minuspol an den Zinknagel des Apfelviertels gehalten wird ergibt sich eine Spannung von 0,965 Volt und beim 2. Apfelviertel eine Spannung von 0,979 Volt.
Beim Anschließen der Pole an das jeweils andere Metall ergibt sich eine Spannung beim Apfel 1. von -0,963 V und bei Apfel 2. -0,969 V.
Bei der Spannungsmessung derzusammengeführten Elemente ist eine deutlich höhere Spannung von 1,96 Volt messbar, dabei ist der Pluspol an den Kupferdraht und der Minuspol an den Zinknagel angeschlossen.
Beim umgekehrten Versuch mit dem Pluspol am Zink und dem Minuspol am Kupfer, zeigt sich eine negative Spannung von -1,926 Volt.

Ergebnis: Leider weiß ich nicht was hier stehen soll. Vielleicht kann mir ja jemand die Reaktionsgleichung schreiben und einen Vorschlag fürs Ergebnis.
Im Voraus schon mal vielen Dank.
16.02.2009 17:47 loop ist offline E-Mail an loop senden Beiträge von loop suchen Nehmen Sie loop in Ihre Freundesliste auf

Enhadrei Enhadrei ist männlich
Copper


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Zitat:
Infolge des 1. Versuchs, wobei der Pluspol an den Kupfernagel sowie der Minuspol an den Zinknagel des Apfelviertels gehalten wird ergibt sich eine Spannung von 0,965 Volt und beim 2. Apfelviertel eine Spannung von 0,979 Volt.


Du hällst nicht einen Pluspol an den Kupfernagel, sondern der Kupfernagel ist der Pluspol. Es handelt sich ja um eine Batterie und nicht z.B. um eine Elektrolyseapperatur, wo du von außen eine Spannung anlegst!

Für die Erklärung schau dir mal die Seite hier an:
http://www.physik.uni-kassel.de/did/gs/batterie.htm

Zur Apfelbatterie hatten wir auch hier schon mal etwas:
Elektrolyse/Galvanisieren/Oxidationszahlen

Zitat:
Bei der Spannungsmessung derzusammengeführten Elemente ist eine deutlich höhere Spannung von 1,96 Volt messbar


Dies liegt daran, dass du nun eine Serienschaltung gebaut hast. Die Einzel-Spannungen der beiden "Zellen" addieren sich zur Gesamtspannung.

Die Apfelbatterie ist eine "normale" Batterie wie jede andere auch. Es handelt sich dabei um ein galvansiches Element:
http://www.tomchemie.de/wbb2/lexicon.php...er=G&id=571#571

Sie funktioniert prinzipiell genauso wie z.B. ein Bleiakkumulator (http://www.tomchemie.de/wbb2/lexicon.php...er=B&id=581#581). Am Minuspol (Anode) läuft nun halt die Oxidation des Zinkblechs ab:

Zn ---> Zn2+ + 2e-

Die Reduktion erfolgt am Cu-Nagel, welcher somit den Pluspol (Kathode) bildet. Was hier aber geanu reduziert weiß ich nicht genau. Ob es sich um angelöstes Kupfer handelt kann ich nicht sicher sagen.

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16.02.2009 19:41 Enhadrei ist offline E-Mail an Enhadrei senden Beiträge von Enhadrei suchen Nehmen Sie Enhadrei in Ihre Freundesliste auf

loop loop ist männlich
Quark


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Vielen dank. Du hast mir sehr geholfen.
16.02.2009 20:15 loop ist offline E-Mail an loop senden Beiträge von loop suchen Nehmen Sie loop in Ihre Freundesliste auf

Hydrox
Quark


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Zitat:
Original von Enhadrei

Die Reduktion erfolgt am Cu-Nagel, welcher somit den Pluspol (Kathode) bildet. Was hier aber geanu reduziert weiß ich nicht genau. Ob es sich um angelöstes Kupfer handelt kann ich nicht sicher sagen.


Da ich vermute, dass beim Apfel ebenfalls der Säuregehalt den Elektrolyten darstellt, sollte an der Kathode H+ zu Wasserstoff reduziert werden.

Das Kupfer dient ja nur als "Elektronensammler" .

2H+ + 2e- -----> H2

Grüße

P.S. Wie bekommt ihr denn eigentlich bei der Reaktionsgleichung die Ladungen so schön hochgestellt? Finde ich das auf meiner Tastatur, oder wo liegt der Trick dabei?

Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zum letzten Mal von Hydrox: 17.02.2009 12:04.

17.02.2009 12:00 Hydrox ist offline E-Mail an Hydrox senden Beiträge von Hydrox suchen Nehmen Sie Hydrox in Ihre Freundesliste auf

Enhadrei Enhadrei ist männlich
Copper


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Zitat:
Da ich vermute, dass beim Apfel ebenfalls der Säuregehalt den Elektrolyten darstellt, sollte an der Kathode H+ zu Wasserstoff reduziert werden.


Das habe ich auch schon in Erwägung gezogen. Allerdings misst man ja eine Spannung von 0,965 Volt. Die Halbreaktion des Zinks hat ein Normalpotential von -0,76 Volt. Das würde ja bedeuten, dass die Spannung der "Wasserstoff-Halbzelle" ein Potential von 0,205 Volt aufweißen müsste (wenn wir mit dem Normalpotential für die Zinkhalbzelle rechnen)! Dies entspräche einem pH-Wert von -3,46!!

Natürlich wird bei der Zink-Halbzelle nicht das Standartpotential zu messen sein, weshalb ich die Reduktion der Protonen auch nicht ausschließen möchte. Aber nach der Rechnung kann man, ohne einmal zu überprüfen wie hoch denn nun das Potential der Zinkhalbzelle ist, nicht wirklich sagen ob als Kathodenreaktion die Protonenreduktion plausibel ist.

Wenn du das herausfinden willst Hydrox, dann müsstest du (eventuell mit deinem Lehrer) einmal das Potential der "Zinkhalbzelle" im Apfel ermitteln. Erst dann kann man sich überlegen welche Reduktionen plausibel sind. Wäre es z.B. das Standartpotential, so könnte man die Reduktion der Protonen ausschließen, da der pH im Apfel gewiss nicht -3,46 beträgt zwinker

Zitat:
P.S. Wie bekommt ihr denn eigentlich bei der Reaktionsgleichung die Ladungen so schön hochgestellt? Finde ich das auf meiner Tastatur, oder wo liegt der Trick dabei?


Einfach auf den H+-Button in der Leiste über dem Textfeld klicken und dort dann die hochzustellende Ziffer eingeben. Mit dem H2O Symbol kann man tief stellen. Du kannst auch die Ziffern im Textfeld markieren die du hoch bzw. tief stellen möchtest und dann auf das entsprechende Symbol klicken. rofl

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17.02.2009 13:24 Enhadrei ist offline E-Mail an Enhadrei senden Beiträge von Enhadrei suchen Nehmen Sie Enhadrei in Ihre Freundesliste auf

Hydrox
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Mh stimmt, das ist wirklich komisch.
Das Interessante ist, dass die meisten Quellen sich auch nicht einig sind.
In 60% wird die Theorie der Wasserstoffenstehung vertreten. Der Rest meint es geht noch Cu2+ in Lösung, so dass die Ionen wieder fröhlich elementar werden können, wenn sie mit Elektronen gelockt werden.
Über unser Problem habe ich leider nix gefunden. Es wäre zu schön gewesen, wenn du einfach nen Vorzeichenfehler gehabt hättest. Denn der pH-wert eines Apfels liegt bei etwa +3.5 .
Naja....

Grüße
17.02.2009 15:35 Hydrox ist offline E-Mail an Hydrox senden Beiträge von Hydrox suchen Nehmen Sie Hydrox in Ihre Freundesliste auf

Enhadrei Enhadrei ist männlich
Copper


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Zitat:
Es wäre zu schön gewesen, wenn du einfach nen Vorzeichenfehler gehabt hättest. Denn der pH-wert eines Apfels liegt bei etwa +3.5 .


Ich fürchte aber, dass da kein Fehler in der Rechnung ist. Denn Die Spannung bei Standartbedingungen ist ja zu niedrig.

Die Nernstgleichung für das Problem schaut so aus:

E = E^0 + \frac{0,0592V}{2} * log \frac{[H^+]^2}{1}

Also muss die Protonenkonzentration die beim Logarithmus im Zähler steht größer sein als bei Standartbedingungen, damit der logartihmische Term positiv ist und ein Potential größer als Null liefert. Nachdem c(H+) bei Standartbedingungen ja bereits 1molar ist was einem pH von 0 entspricht, ist klar, dass das Vorzeichen schon richtig ist.

Zitat:
Der Rest meint es geht noch Cu2+ in Lösung, so dass die Ionen wieder fröhlich elementar werden können, wenn sie mit Elektronen gelockt werden.


Von den Potentialen her gesehen ist es meiner Meinung nach plausibler, dass eine solche Reaktion stattfinden kann. Aber dafür müsste man wirklich mal den Veruch machen (eventuell nicht im Apfel sondern in nem Reagenzglas). Wenn dann Bläsche an der Kathode zu beobachten sind, dann wird tatsächlich Wasserstoff gebildet. Hab leider kein Zinkstab/blech zur Hand sonst würde ich das gleich mal ausprobieren...

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18.02.2009 08:57 Enhadrei ist offline E-Mail an Enhadrei senden Beiträge von Enhadrei suchen Nehmen Sie Enhadrei in Ihre Freundesliste auf

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