Experimente der Kategorie "Elektrochemie"

NameKurzbeschreibungBeschreibungTypGefahrstoffe
Potentialdifferenz zwischen Kupfer und Zink Messung mit galvanischen Halbzellen Ein U-Rohr mit Fritte wird auf der einen Seite mit einer genau 1-molaren Kupfer(II)-sulfat-Lösung, auf der anderen Seite mit einer 1-molaren Zinksulfat-Lösung auf gleiche Füllhöhe befüllt. Ein blanker Kupferstab wird in die Kupfersalz-Lösung und eine blanker Zinkstab in die Zinksalzlösung gestellt. Man verbindet die Metalle mit einem Voltmeter (0-3 V). Lehrer-/ Schülerversuch Zinksulfat-Heptahydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat
LECLANCHÉ-Element Primärelement aus klassischen Batterien Ein Tonzylinder wird mit einem Graphit-Braunstein-Gemisch (1:1) befüllt und mittig in ein Becherglas gestellt. Das Becherglas wird gemäß Anleitung mit gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung aufgefüllt. Man positioniert den Elektrodenhalter mit der Graphit und der Zinkelektrode wie angegeben in das Becherglas und misst die anstehende Spannung. Alternativ: Anstelle des Tonzylinders lässt sich auch eine Extraktionshülse oder ein vielfach durchlöcherter med. Spritzenzylinder verwenden. Lehrer-/ Schülerversuch Ammoniumchlorid, Mangan(IV)-oxid
CfL: Ein einfacher Wasserstoff-Sauerstoff-Akkumulator Anfertigen eines Akkumulators mit Stahlschwämmen und einer Kaliumhydroxidlösung Ein Stahl-Scheuerschwamm wird mit einer Schere halbiert und beide Hälften auf gegenüberliegenden Positionen in einer Kristallisierschale befestigt. Zur Befestigung und gleichzeitig leitenden Verbindung eigenen sich Krokodilklemmen. Anschließend wird die Spannungsquelle angeschlossen und die Kristallisierschale zu 2/3 mit Kaliumhydroxidlösung gefüllt. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass sich die Stahl-Schwämme nicht berühren. Man schaltet die Spannungsquelle ein und regelt die Spannung so, dass eine lebhafte Gasentwicklung stattfindet. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (Maßlösung c=0,1mol/l), Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
CfL: Ionenverschiebung bei der Kupfer(II)-chlorid-Elektrolyse an Kupferelektroden Visualisierung der Ionenverschiebung durch Anfärbung Ein Objektträger wird wie unten dargestellt präpariert. Dazu wird das trockene Filterpapier mit den Elektroden und den Anschlussklemmen auf dem Objektträger fixiert und anschließend mittels Pipette mit Kupferchlorid-Lösung getränkt. Die überschüssige Lösung sollte mit saugfähigem Papier entfernt werden. Quer über das Filterpapier wird ein mit Cochenillerot und ein mit Methylenblau getränktes Stück Garn gelegt und die Spannung auf 20 - 30 V hoch geregelt. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Methylenblau, Chlor (freies Gas), Kupfer (Pulver / Späne / Blech), Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%))
CfL: Gleichzeitige Ionenverschiebung von An- und Kationen Durch Anfärbung visualisierte Ionenverschiebung Ein Objektträger wird präpariert. Dazu wird das trockene Filterpapier mit den Elektroden und den Anschlussklemmen auf dem Objektträger fixiert und anschließend mittels Pipette mit Natriumsulfat-Lösung getränkt. Die überschüssige Lösung wird mit saugfähigem Papier entfernt. Quer über das Filterpapier werden zwei in Farbe getränkte Stücke Garn gelegt und die Spannung auf 20 - 30 V hoch geregelt. Das blaue Garn sollte näher an der Elektrode liegen, die mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden ist. Der Abstand zwischen beiden Garnen sollte 3 - 4 mm betragen. Lehrer-/ Schülerversuch Methylenblau, Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
CfL: Ionenverschiebung der Anionen Durch Anfärbung visualisierte Ionenwanderung Ein Objektträger wird präpariert. Dazu wird das trockene Filterpapier mit den Elektroden und den Anschlussklemmen auf dem Objektträger fixiert und anschließend mittels Pipette mit Natriumsulfat-Lösung getränkt. Die überschüssige Lösung sollte mit saugfähigem Papier entfernt werden. Quer über das Filterpapier wird ein mit Cochenillerot getränktes Stück Garn gelegt und die Spannung auf 20-30 V hoch geregelt. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)
CfL: Ionenverschiebung bei der Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung Visualisierung der Ionenverschiebung durch Anfärbung Ein Objektträger wird präpariert. Dazu wird das trockene Filterpapier mit den Elektroden und den Anschlussklemmen auf dem Objektträger fixiert und anschließend mittels Pipette mit Natriumchlorid-Lösung getränkt. Die überschüssige Lösung sollte mit saugfähigem Papier entfernt werden. Quer über das Filterpapier wird ein mit Cochenillerot und ein mit Methylenblau getränktes Stück Garn gelegt und die Spannung auf 20 - 30 V hoch geregelt. Das blaue Garn sollte auf der Seite der Katode liegen. Der Abstand zwischen beiden Garnen sollte 3 - 4 mm betragen. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Methylenblau, Wasserstoff (freies Gas), Chlor (freies Gas)
CfL: Ionenverschiebung bei der Elektrolyse von Kupfer(II)-chlorid-Lösung Visualisierung der Ionenverschiebung durch Anfärbung Ein Objektträger wird präpariert. Dazu wird das trockene Filterpapier mit den Elektroden und den Anschlussklemmen auf dem Objektträger fixiert und anschließend mittels Pipette mit Kupferchlorid-Lösung getränkt. Die überschüssige Lösung sollte mit saugfähigem Papier entfernt werden. Quer über das Filterpapier wird ein mit Cochenillerot und ein mit Methylenblau getränktes Stück Garn gelegt und die Spannung auf 20 - 30 V hoch geregelt. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Chlor (freies Gas), Methylenblau, Kupfer(II)-chlorid-Lösung (verdünnt, w=_____ % (<25%))
CfL: Ionenverschiebung der Kationen Durch Anfärbung visualisierte Ionenverschiebung Ein Objektträger wird präpariert. Dazu wird das trockene Filterpapier mit den Elektroden und den Anschlussklemmen auf dem Objektträger fixiert und anschließend mittels Pipette mit Natriumsulfat-Lösung getränkt. Die überschüssige Lösung wird mit saugfähigem Papier entfernt. Quer über das Filterpapier wird ein mit Methylenblau getränktes Stück Garn gelegt und die Spannung auf 20 - 30 V hoch geregelt. Lehrer-/ Schülerversuch Methylenblau, Sauerstoff (freies Gas), Wasserstoff (freies Gas)
Ionen als Wanderer Bewegung von Chromat- und Kupfer(II)-Ionen Ein längeres Stück Chromatographie-Papier wird mit Kaliumchlorid-Lösung durchfeuchtet. Dann legt man einen Wollfaden, der mit Kupfersulfat-, Kaliumchromat-Lösung und Ammoniakwasser getränkt ist, mittig auf. An die kurzen Enden des Papiers legt man einen Kupferblechstreifen und daran wiederum für ca. 10 min eine Gleichspannung von ca. 20 V. Die farbigen Ionen setzen sich sichtlich in Bewegung. Lehrer-/ Schülerversuch Kaliumchromat, Kaliumpermanganat, Ammoniak-Lösung (verd. w=____% (5-10%))
Galvanisieren eines Eisenschlüssels Realversuch und Computersimulation Ein Eisenschlüssel wird durch Eintauchen in Kalilauge und anschließendes Abspülen mit Wasser gereinigt. Gemäß Anleitung wird in einem Becherglas die Kupfersalz-Elektrolytlösung vorbereitet. In einem Stromkreis wird der Schlüssel kathodisch und ein Kupferstab anodisch geschaltet - beides taucht in die Elektrolyt-Lösung. 10 min lang wird bei 0,3 A elektrolysiert. Parallel zum Experiment nutzt man eine FLASH-animierte PC-Simulation der elektrochemischen Reaktion auf Teilchenebene. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (verd. w=____% (2-5%)), Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Natriumhydroxid (Plätzchen)
Eine einfache Spannungsquelle Elektrochemisches Element aus Eisen-Aluminium Ein Eisennnagel und ein Stück Alu-Folie werden mit Abstand zueinander in etwas Wasser gegeben, dem Kochsalz und wenig Phenolphthalein-Lösung zugesetzt wird. Die elektrische Spannung an den Metallstücken wird gemessen. Lehrer-/ Schülerversuch Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig)
Ionenwanderung auf dem Objektträger Kaliumpermanganat- und ammoniakalische Kupfersalz-Lösung unter Gleichspannung Ein DC-Plattenstücks mit Aluminiumoxidoberfläche (alternativ: Objektträger-Filterpapier-Kombination) wird mit Kaliumnitrat-Lösung getränkt bzw. befeuchtet. Gemäß Beschreibung belegt man beide äußeren Seiten dieser Platte mit einer Bleistiftmine, an die über Kabel und Klemmen eine 25V-Gleichspannung angelegt wird. Ein Wollfaden wird mit Kaliumpermanganat-Lösung und mit einer ammoniakalischen Kupfer(II)-sulfat-Lösung getränkt und mittig zwischen den beiden Minen aufgelegt. Lehrer-/ Schülerversuch Kaliumpermanganat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Ammoniak-Lösung (konz. w=_____ % (10-25%))
Elektrolyse einer Zinkiodid-Lösung Laden und Entladen einer galvanischen Zelle Ein Becherglas wird mit Zinkiodid-Lösung befüllt und mit 2 Graphitelektroden ausgestattet. Man legt eine 10-V-Gleichspannung an und elektrolysiert einige Minuten lang. Anschließend wird die Spannungsquelle entfernt, und man schließt einen Motor mit Propeller an. Alternative: Versuchsansatz im U-Rohr mit Fritte. Lehrer-/ Schülerversuch Zinkiodid
Zink-Silber-Akkumulator Lade- und Entladevorgang an einer galvanischen Zelle Ein Becherglas wird mit verd. Kaliumhydroxid-Lösung befüllt und mit einem Elektrodenhalter versehen, der eine Zink- und eine Silber-Elektrode trägt. Gemäß Anleitung wird die Zelle zunächst über eine Netzgerät aufgeladen, anschließend wird das Netzteil durch einen Kleinmotor mit Propeller ausgetauscht. Lehrer-/ Schülerversuch Kalilauge (konz. w=____% (5-25%))
CfL: Elektrolyse einer verdünnten Salzsäure unter Zusatz von Universalindikator Saurer Charakter einer Lösung durch Hydronium-Ionen Ein Becherglas wird mit 10 mL Salzsäure, 100 mL Leitungswasser und 20 Tropfen Universalindikator gefüllt und mit einer Trennwand aus Pappe in zwei Kammern geteilt. In jede Kammer taucht man eine Kohleelektrode so weit wie möglich ein und verbindet die Elektroden mit der Spannungsquelle. An der Spannungsquelle wird für einige Minuten eine Gleichspannung von 15-20 V angelegt. Lehrerversuch mit Schülerbeteiligung Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L), Universalindikator, flüssig (Skala pH 4-10; enth. Ethanol)
Überspannung Tatsächliche Zersetzungspannung vs. berechnete Leerlaufspanung Ein Becherglas wird mit 0,5-molarer Schwefelsäure bzw. 1-molarer Natronlauge befüllt und mit zwei Platinelektroden ausgestattet. Es wird eine Gleichspannung angelegt, die unter Messung der Stromstärke gemäß Anleitung stufenweise bis zur einsetzenden elektrolytischen Zersetzungsreaktion hochgefahren wird. Lehrer-/ Schülerversuch Schwefelsäure (Maßlösung c= 0,5 mol/L), Natronlauge (Maßlösung c= 1 mol/L)
CfL: Die direkte Reaktion von Zink und Kupfer(II)-Ionen Halbzellenreaktion eines Zinkblechs in einer Kupfersulfatlösung Ein Becherglas wird halb voll mit Kupfer(II)-sulfatlösung gefüllt. Das gereinigte Zinkblech wird in die Lösung gestellt und beobachtet. Lehrer-/ Schülerversuch Kupfer(II)-sulfat-Lösung (verd., (w: <25%))
Elektrolyse Salzsäure Stromfluss bei Erreichen der Zersetzungsspannung Ein Becherglas mit Salzsäure wird mit zwei Platinelektroden ausgestattet, die über ein Multimeter mit einer Gleichspannungsquelle verbunden werden. Stufenweise wird gemäß Anleitung die angelegte Spannung erhöht und der Stromfluss jeweils kontrolliert. Bei einsetzendem Stromfluss wird die Elektrolyse beendet. Die Zersetzungsspannung wird direkt mit dem Multimeter gemessen. Lehrer-/ Schülerversuch Salzsäure (Maßlösung c= 1 mol/L)
CfL: Was zieht die Ionen an? (Folie um Elektrode) Ionenverschiebung durch chemische Reaktion an Elektroden Drei Bechergläser werden mit Natriumsulfat-Lösung gefüllt und mit zwei Filterpapierstreifen verbunden. Alle Bechergläser werden mit einer Kohleelektrode versehen, wobei eine Kohleelektrode in einem der beiden linken Bechergläser mit Frischhaltefolie umgeben wird. Das rechte Becherglas wird an den Minuspol der Spannungsquelle angeschlossen. Die beiden anderen Bechergläser werden mit dem Pluspol verbunden. Anschließend wird jeweils auf die Mitte der Filterpapiere ein Stück mit Lebensmittelfarbe getränktes Garn quer gelegt und die Spannung auf mindestens 20 V hoch geregelt. Lehrer-/ Schülerversuch Wasserstoff (freies Gas), Sauerstoff (freies Gas)

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