Et galvanisk element omdanner kjemisk energi til elektrisk energi og blir brukt i batterier. I et galvansk element består det av to poler i hver halvcelle. Mellom halvcellene finner man elektrolytt som leder strøm. Dette vil si at redoksrekasjonene mellom to stoffer i ett batteri avgir strøm. To elektroner har en spenning mellom seg og er avhengig av hvor metallene er plassert i spenningsrekka.
Den spenningen som er i polene i det galvanske elementet kaller vi "den elektromotoriske spenningen" eller EMS. får å få en rask reaksjon og høy spenning må vi bruke stoffer som står langt fra hverandre i spenningsrekka.
Batteri
Batteri er en komponert hvor det er lagret energi i en kjemisk form og som kan avgi den i elektrisk form. Et batteri frigjør energien sin ved hjelp av en redoksrekasjon. Vi kan finne 2 typer batterier(eller celler), primærceller og sekunderceller. Primær kan ikke lades opp, men dette kan sekundær. Primær har derfor høyere kapasitet og spenning enn sekundær da den ikke er oppladbar.
Daniellcelle
Danielcelle er et galvanisk element som består av to poler i halvceller og en elektrolytt. Halvcellene er bundet til hverandre ved hjelp av en saltbro. Saltbroen leder strøm som inneholder en elektrolydd samtidlig som den unngår at løsningene i de to halvcellene blander seg. Gjennom den ytre strømkretsen går det da elektroner fra sinkstanga og over til kobberstanga. John Frederic Daniell oppfant daniellcellen som besto av kobber og sink. Vi har da en positiv polplate og en negativ polplate, den positive er kobber i kobbersulfat og negative er sink som sto i svovelsyre. I dag er daniellcellen betegnelsen på ulike typer celler med kobber og sink/kobbersulfat og sinksulfat.
Forsøk 1
Sitronbatteri
Hypotese : Jeg tror når vi både setter inn sinkspiker og kobbermynt i sitronen at spenningen vil være svak, men det vil komme noe spenning.
Utstyr : Vi brukte voltmeter, sitron, kobbermynt, ledninger og krokodilleklemmer.
Slik gjorde vi det : Vi startet med å putte både kobbermynten og sinspikeren i ketchup. Ketchup kan etse og det etset derfor bort det øverste laget på kobbermynten og sinkspikeren, da vil vi få en bedre effekt av de begge. Deretter jobbet vi med å gjøre innholdet i sitronen mer bløt og også skorpen uten å sprekke skallet i sitronen.
Vi holdt på med sitronen i ca 10 minutter kanskje før vi satt kobbermynten og sinkspikeren ned i sitronen, så satt vi krokodilleklemmerne på den svarte og røde ledningen. Vi satt derletter ledningene i volmeteren. Da satt den sorte ledningen i sinspikeren og den røde ledningen i kobbermynten og begge igjen i volmeteren. Når vi nå så på volmeteren hadde spenningen gått oppover. Dette betyr at det hadde blitt en spenning mellom sitronen, sinkspikeren og kobbermynten. Lite, men det var noe spenning.
Konklusjonen : Spenningen vi fikk når vi både hadde koblet til kobbermynten og sinkspikeren i sitronen kom det en liten spenning. Jeg regnet med at det ville bli litt spenning siden metallene står nærme hverandre i spenningsrekka.
Daniellcelle
Hypotese : Jeg vil tro at spenningen i dette forsøket vil være høyere enn det første forsøket. Når vi ser på spenningsrekken ser vi at sinkstangen som står i sinksulfan vil gi fra seg elektroner og føres over til kobberstangen i kobbersulfat. Sink står til venstre for kobbermetallet, og dermed vil sink kunne gi fra seg til kobber.
Utstyr : Utstyr vi brukte var sinksulfat, sinkstang, krokodilleklemmer, volmeter, ledninger, kobberstang, jobbersulfat og en "hjemmelaget" saltbro av tørkepapir.
Fremgangsmåten : Slik vi startet med måtte vi pusse litt på sinkstangen, kobberstangen og vasket godt begerglassene før bruk. Både sinkstangen og kobberstangen vil være lettere for å både gi og motta elektroner når de er pusset og vasket godt så det ikke er noe lag utpå. Vi putter deretter kobberstangen i kobbersulfatet og sinkstangen i sinksulfatet. Så lagde vi denne "hjemmelagde" saltbro mellom de to begerglassene. For at vi skulle få sett spenningen tok vi krokodilleklemmerne på ledningene og festet de til sinkstangen og kobber stanger slik som dette:
Når vi nå ser på volmeteret ser vi at spenningen er mye høyere enn i forsøk nr.1. Dette betyr at det nå skjedde en redoksreaksjon.
Sinkmetallet oksideres og gir fra seg elektroner til kobberet.
Halvcellene blir nå bundet sammen gjennom saltbroa som binder kobberet og sinken sammen. Saltbroen inneholder en løsning som leder strøm mellom halvcellene uten at løsningen i begerglassene blander seg. Dette gjør ikke saltbroen med i redoksreaksjonen, det er nemlig den ytre strømkrets som sender elektroner fra sinkstangen til kobberstangen.
Konklusjonen : Dette forsøket med sink og kobber gir sinkmetallet fra seg elektroner til kobbermetallet. Da blir den kjemiske energien omgjort til elektrisk energi.
Her er den tydelige forskjellen på forsøk 1 og forsøk 2
Ingen kommentarer:
Legg inn en kommentar