Galvanisk element | Kemi

Galvanisk element

Formål Vi vil fremstille et såkaldt Galvanisk element, og undersøge hvorledes spændingen afhænger af ionkoncentrationen i opløsningerne Apparatur 2 bægerglas (50 mL), filtrerpapir (stor størrelse), ledninger med krokodillenæb, voltmeter, zink, kobber, zinksulfat, kobbersulfat, spatel, vægt, vejepapir, måleglas, ståluld Opstilling  I 2 bægerglas hældes ca. 30 mL af hhv. ZnSO (aq) og CuSO (aq)  2 metalstænger af hhv. zink og kobber placeres i glassene (jfr. fig.) – metallerne skal være helt rene (puds med ståluld)  Metalstængerne forbindes via et voltmeter  En saltbro af et stykke filtrerpapir vædet i en mættet opløsning af kaliumnitrat forbinder de to bægerglas Opgave  Undersøg hvorledes spændingen afhænger af koncentrationen af CuSO Lav den viste opstilling ZnSO opløsningen har en konstant koncentration på 1M Saltbroen fremstilles ved at gennemvæde en strimmel filtrerpapir (bredde 1 cm) med en mættet opløsning af KNO – NB: for hver måling laves en frisk saltbro Zn Cu

ZnSO

CuSO

KNO

Spørgsmål 1. I forsøget varierer vi koncentration for at opnå forskellige spændinger. Overvej hvilke faktorer spændingen også afhænger af - Spændingen afhænger af temperaturen i de to bagerglas, som kommer fra; Kc (ligevægtskonstanten) er afhængig af temperaturen. Hermed er spændingen også afhængig af temperaturen. Det kan også være afhængig af saltbroens effektivitet og koncentration af zinksulfat og kobbersulfat i vores to bagerglasser. Fejlkilder er med til at påvirke spændingen.

2. Opskriv de kemiske reaktioner ved hhv. zinkstangen og kobberstangen (hint: brug spændingsrækken) - Ox: Zn(s)  Zn2+(aq)+2e- - Red: Cu2+(aq)+2e-  Cu(s) - Redox: Zn(s)+Cu2+(aq)  Zn2+(aq)+Cu(s) 3. Hvad sker der med hhv. zink- og kobberstangen, hvis der går en strøm? - Der sker en redox-reaktion mellem cobber og zink. Zn oxidere med to elektroner når den skal reagere med cobber, det vil sige at cobber redusere (optager) to elektroner. Elektroner bevæger sig op ad Zinkstangen igennem Voltmeter ud til Cubberstangen. Dette bevægelse forsætter ved hjælp af KNO3 (saltbroen). Hvis dette processe forsætter i nogle tid vil det være i stand til at se at Zinkstangen vil blive mindre og cubber-stangen vil blive tykkere. Det der sker er at vi får dannet faste cubber omkring cubber-stangen.

Når to elektroner vandrer igennem Voltmeteret og igennem cubber-stangen vil de sætte sig fast i Cu2+ som mangler to elektroner og dermed bliver det neutralt og solid (fast cubber).

4. Hvilken funktion har saltbroen? (overvej bevægelsen af hhv.