Vi lager et galvanisk element/Daniellcelle

Denne gangen har vi hatt et forsøk som går ut på finne ut hvordan et batteri fungerer. Vi lager et galvanisk element.

Hensikten med dette forsøket var å lære om hvordan elektroner beveger seg og reagerer med hverandre for å skape strøm. Hensikten var å lære hvordan et batteri fungerer. 

Et galvanisk element omdanner kjemisk energi til elektrisk energi

For å få til dette forsøket trenger vi to forskjellige metaller og en elektrolytt. Spenningen mellom to metallelektroder er avhengig av hvor metallene er plassert i spenningsrekka. Jo større avstand det er mellom dem i spenningsrekken, desto større blir spenningen.

I et galvanisk element av to metaller vil det metallet som står til venstre i spenningsrekken bli den negative elektroden, i dette tilfellet Sink (Zn). Metallet som står til høyre i spenningsrekken vil bli den positive elektroden, i vårt forsøk Kobber (Cu).
Elektronene vandrer fra den negative polen til den positive, mens strømretningen er definert fra positiv pol til negativ pol

Reaksjonslikningen vil se slik ut: Zn(s) + Cu²⁺(aq) à Zn²⁺(aq) + Cu(s) + elektrisk energi
Sinkstanga er negativ pol og avgir to elektroner fra sinkatomene: Zn --> Zn²⁺ +2e^-

Kobberstanga er positiv pol. Der tar kobberionene opp to elektroner: Cu² + 2e^- --> Cu .( Cu2+ ionene blir redusert.)
Saltbro er et U- formet rør som inneholder en saltløsning, grunnen til at vi har en saltbro mellom disse to løsningene er at ioner av Zn og Cu skal kunne slippe gjennom uten at løsningene blander seg med hverandre.
I kaller også denne typen overføring av elektroner Daniellcellen. Jogn Frederic Daniell videreutviklet ideene om å bruke kobber og sinkplater stablet oppå hverandre for oppnå kortvarig strøm. Han laget Daniellcellen, som ga jevn strøm over lang tid.

I dag tror jeg at det vil bli et utslag på voltmeteret når elektronene fraktes fra det ene karet til det andre gjennom en saltbro av papir. Det vil dannes energi når vi har en minuspol og en plusspol. Elektroner fraktes gjennom væsken, og det vil oppstå reaksjoner.

For å fullføre dette forsøket trengte vi noe utstyr; 

Kobberstrimmel
Sinkstrimmel
2 små begerglass
2 ledninger
Voltmeter
Papir
Kobbersulfatløsning Cu(SO₄)₂ (1M)
Sinksulfatløsning ZnSo₄ (1M)
Kaliumnitratløsning KNO₃ (1M)

Vi startet med å finne frem utstyret og dyppet papirbiten i Kaliumnitratløsningen. Selv tilsatte vi Kobbersulfat og Sinksulfat i begrene blandet med lunket vann. I det ene begerglasset hadde vi kobbersulfatløsning Cu(SO₄)₂, i det andre hadde vi sinksulfatløsning ZnSO₄. I kobbersulfatløsningen Cu(SO₄)₂ satte vi kobberstrimmelen, og i det andre begerglasset som vi hadde sinksulfatløsning ZnSO₄ hadde vi en sinkstrimme.

Sink og kobber er to metaller som kan kalles for elektroder. Vi festet kobber- og sinkstrimmelen til en ledning hver. Disse to ledningene festet vi deretter på et voltmeter. Vi satte de to løsningene omtrent 5 cm fra hverandre. Etter vi hadde koblet opp og rørt om blandingene dyppet vi en avlang papirbit godt i kaliumnitratløsningen KNO₃. Papirstrimmelen hadde vi i begge løsningene; både kobbersulfatløsningen Cu(SO₄)₂ og sinksulfatløsningen ZnSO₄.Vi koblet papirbiten mellom de to begrene, slik at det berørte væsken i begge begrene. Den ene enden i den ene løsningen og den andre enden i den andre løsningen, slik at papirstrimmelen med kaliumnitratløsning KNO₃dannet en bro, en saltbro. 

Utslaget er 0,5 volt med kaffefilter og 0,8 volt med tørkepapir. Tørkepapiret fungerte derfor best for oss. For andre vil dette kanskje være ulikt vårt resultat. Vi kan ha feilkilder underveis i forsøket. For eksempel kan det ha noe med løsningene vi selv lagde. Noen kan ha hatt riktig mengde pulver i væsken sin, mens andre har hatt litt for mye eller lite. Temperaturen på vannet spiller også en stor rolle for utslaget på voltmeteret. Det er viktig å ha riktig temperatur for å få maks utbytte av 

De resultatene vi fikk med de ulike typene saltbro, varierte. Maksimalt kunne vi oppnå 1,1V med dette forsøket. Med vanlig tørkepapir oppnådde vi mest Volt og best elektronoverføring i væskene. 

Gjennom dette forsøket har vi lært hvordan elektroner føres og løses opp i væske. På denne måten fraktes også elektroner og skaper strøm i et batteri. Vi har lært at ved å se på spenningsrekka at det metallet som står til venstre i spenningsrekken blir den negative elektroden, mens metallet som står til høyre i spenningsrekken vil bli den positive elektroden.

Kilder:
http://ndla.no/nb/node/14600?fag=7&meny=30
Naturfag 3

Redoksreaksjoner - Vakse med ketchup

Hypotese:
Ved å tilsette eddik, salt, vann og tomatsaft til ketchupen vil det forsterke dens forbindelse med kobberet som finnes i 50-øringen. Det vil skje en redoksreaksjon, og ketchupen tar til seg elektroner fra 50-øringen. Den vil bli blankere, og ketchupen mer brun. Reduksjon og oksidasjon skjer samtidig i en reaksjon. Det ene stoffet gir fra seg elektroner, og det andre stoffet tar til seg elektroner. Dette kalles Reduksjonsoksidasjonsreaksjon, eller Redoksreaksjon

Utstyr som ble brukt under forsøket var en 50-øring, ketchup, eddik, salt og tørkepapir for å tørke av alt klinet på 50-øringen.

Eddiken og saltene som er i ketchupen og som tilsettes reagerer med hverandre og har innvirkning på kobberet i 50-øringen.  Vannet i ketchupen, saltet, sukkeret i ketchupen reagerer også med kobberet, slik at den gir fra seg elektroner. Fargen blir derfor mer gylden og blank.

50 – øringen mister noe av sin brunfarge, fordi det løses opp i en reaksjon med ketchupen. Brunfargen går fra å være mørkebrun ogskitten til å bli mer blank. Løsningen gjør at det det frigjøres farge fra pengen. 

  FØR:                                                                                                              ETTER: (Utviklingen)

                                                      Stoffene i Ketchupen tar til seg belegget
utenpå 50-øringen og beholder det.
Det frigjøres elektroner fra belegget som tas opp i stoffene i ketchupen. Ved å se på før/etter bilde, ser vi at det har skjedd en forandring underveis.Eddiken og saltene reagerer straks det får kontakt med 50-øringen, mens tomatketchupen og tomatsaften trenger mer tid på seg til å reagere for for å få en stor forandring.


Det som skjer er en redoksreaksjon, hvor kobberet gir fra seg atomer til oksygenet. Kobberet blir oksidert og får en positiv ladning, mens oksigenet blir redusert og vil få en negativ ladning.
Den kjemiske formelen vil bli: CU²⁺ + O^-

Vi brenner magnesium

Hypotese:

Hva jeg tror  kommer til å skje:

Magnesium reagerer med oksygengass og omdannes til magnesiumoksid, og jeg tror derfor at magnesiumet vil smelte og det vil bli noe røyk.

Her er forsøket i praksis:

Magnesiumet har nå reagert med oksygengassen og det ligger igjen et hvitt pulver i skålen. Magnesiumet endret farge til hvit under reaksjonen.

Redoksreaksjon kalles denne typen reaksjon.Redoksreaksjoner er en reaksjon hvis et stoff gir fra seg elektroner og et annet tar det til seg kaller vi det en redoksreaksjonReaksjonslikningen for denne typen reaksjon blir:

             2Mg(s)    +          O₂(g)   = 2MgO(s)

Magnesiummetall + oksygengass = magnesiumoksid

Magnesiumatomene er redusert og oksygenatomene er blir oksydert.Et annet navn vi har for slike redoksreaksjoner der brenbart stoff reagere med oksygengass kalles, Reduksjonsoksidasjonsreaksjoner