Forsiden

Emnekatalogen

Søk

Sjanger

Analyse/tolkning (709) Anmeldelse (bok, film...) (634) Artikkel (927) Biografi (262) Dikt (1036) Essay (552) Eventyr (115) Faktaoppgave (374) Fortelling (833) Kåseri (610) Leserinnlegg (119) Novelle (1310) Rapport (621) Referat (173) Resonnerende (204) Sammendrag av pensum (179) Særemne (155) Særoppgave (337) Temaoppgave (1246) Annet (527)

Språk

Bokmål (8054) Engelsk (1612) Fransk (26) Nynorsk (1123) Spansk (11) Tysk (38) Annet (59)
Meny

Du er her: Skole > Galvanisk element

Galvanisk element

Naturfagsrapport om galvanisk element.

Sjanger
Rapport
Språkform
Bokmål
Lastet opp
23.01.2009


Hensikt

Å lage galvanisk element for å produsere strøm.

 

Teori

 

Batteri

Et batteri fungerer på samme måte som et galvanisk element. De omdanner kjemisk energi til elektrisk energi. I dette forsøket har vi brukt kobber og sink som elektroder, mens det vanligste batteriet i husholdning (alkalisk batteri, som brukes i for eksempel fjernkontroller) bruker sink og manganoksid. Jeg vil nå forklare hva som skjer inni et batteri når det gir fra seg elektrisk energi, ved å ta for meg et galvanisk element.

Galvanisk element. Klikk på bildet for animasjon.

 

Et galvanisk element består av to elektroder: En anode (sink - Zn) som er negativ, ettersom den gir fra seg elektroner, og en katode (kobber - Cu) som er positiv, fordi den mottar elektroner. Et galvanisk element består også av en løsning av sinksulfat, Zn2+-ioner og SO42--ioner (ZnSO4), og en løsning av kobbersulfat, Cu2+-ioner og SO42--ioner (CuSO4), i to forskjellige beholdere. I tillegg består den av en saltbro, en fuktet papirstrimmel (som kan bestå av for eksempel kaliumnitrat (KNO3)) og alternativt et voltmeter eller en lyspære eller lignende. Ledninger forbinder elektrodene (og evt. voltmeteret eller lyspæra) med hverandre.


 

Ved sinkelektroden:

Sinket danner ioner ved å gi fra seg to elektroner, som strømmer gjennom ledningen i form av elektrisk energi. Da blir det igjen Zn2+ i væsken. Sinkelektroden blir gradvis redusert, ettersom den konstant gir fra seg elektroner og danner ioner. Den kjemiske reaksjonen som skjer kalles en oksidasjon, dvs. at atomer gir fra seg e-, og kan skrives slik:

Zn (s) -> Zn2+ (aq) + 2e-.

 

Ved kobberelektroden:

Kobber har lett for å ta til seg elektroner. Så når elektronene strømmer gjennom ledningen, og til løsningen av kobbersulfat, går de sammen med Cu2+-ionene i væsken. Ionene tar til seg elektroner og blir til kobber (Cu). Dette kobberet legger seg på kobberelektroden. Kobberelektroden blir hele tiden større og større. Den kjemiske reaksjonen som skjer kalles en reduksjon, dvs. at atomer tar til seg e-, og kan skrives slik:

Cu2+ (aq) + 2e- -> Cu (s).

 

Ved saltbroen:

En av saltbroens funksjoner er å slutte kretsen for å hindre at Cu2+-ionene og Zn2+-ionene kommer i kontakt med hverandre. Hvis dette skjedde, ville for eksempel de frigjorte elektronene sinkelektroden nøytralisere Cu2+-ionene, og skape et belegg av kobber utenpå sinkstaven, som etter hvert ville ha sluttet å virke. Den er også nødvendig for å balansere elektron-fordelingen mellom de to tankene: Løsningen av sinksulfat blir stadig mer positiv (Zn2+ går fra sinkelektroden og ut i væsken) og løsningen av kobbersulfat blir stadig mer negativ (Cu2+ går fra væsken og setter seg på kobberelektroden). Elektronene kan bare gå gjennom kretsen når begge væskene er balanserte. Derfor sender saltbroen (KNO3) K+-ioner ut i løsningen av kobbersulfat og NO3--ioner ut i løsningen av sinksulfat for å nøytralisere ladningen. Disse ionene deltar ikke i redoksreaksjonene (de tar ikke til seg og gir ikke fra seg e-), og de reagerer heller ikke med noen av de andre ionene i løsningene.

 

I hele det galvaniske elementet:

Etter hvert blir altså sinkelektroden mindre, ettersom den gir fra seg elektroner til kobbersulfat-løsningen og ioner til sinksulfat-løsningen. Kobberelektroden blir større, ettersom elektronene fra sinkelektroden danner kobber sammen med kobber-ionene og legger seg på elektroden. Saltbroen vil også gradvis bli mindre, ettersom den gir fra seg ioner til de to væskene. Den totale kjemiske reaksjonen som skjer, kan skrives på denne måten:

Zn (s) + Cu2+ (aq) -> Zn2+ (aq) + Cu (s) + energi

 

Det som avgjør hvor stor spenning det kan bli i et galvanisk element, er hvor stor forskjell det er mellom elektrodenes evner til å danne ioner og avgi elektroner. En annen faktor som teller er konsentrasjonen av metallioner i væskene. I et galvanisk element med kobber og sink som elektroder, vil spenningen bli ca. 1 volt. Det at hvert galvanisk element gir en mer eller mindre bestemt spenningsverdi, kalles elementets elektromotoriske spenning.

 

Utstyr

- Voltmeter

- Ledninger

- Begerglass

- Trekkpapir

- Kobber

- Spiker

Legg inn din oppgave!

Vi setter veldig stor pris på om dere gir en tekst til denne siden, uansett sjanger eller språk. Alt fra større prosjekter til små tekster. Bare slik kan skolesiden bli bedre!

Last opp stil