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Einführung in die Elektrochemie

Vorschlag zu einer Unterrichtseinheit Elektrochemie

Ausgehend von einem leicht zu durchschauenden Experiment wird der Redox-Begriff erweitert und als Elektronenübertragungsreaktion definiert. Mit den selben Stoffen wird eine galvanische Zelle gebaut und gezeigt, dass sich so quantitative Untersuchungen durchführen lassen. Die Standard-Wasserstoffelektrode wird als Nullpunkt der Spannungsreihe vorgestellt. Experimentelle Möglichkeiten zur Demonstration elektrochemischer Stromerzeugung und Hinweise zur Korrosion und zum Korrosionsschutz werden gegeben. Daneben findet man Hinweise auf Animationen zu galvanischen Zellen und weiteren Materialien.

Verkupfern eines Stahlnagels

Einführendes Experiment zur Elektrochemie

Eine Fotoserie dokumentiert  den experimentellen Beweis, dass es sich bei der Reaktion um eine Elektronenübertragungsreaktion (Redox-Reaktion) handeln muss. Dazu werden die entstehenden Eisen-Ionen über das Berliner Blau nachgewiesen. Die Experimente werden auf der Tüpfelplatte durchgeführt. Sie sind zeit- und ressourcensparend, und geeignet als Praktikumsversuch.

Wenn der Chemiesaal mit Kamera und Beamer ausgestattet ist, können die Experimente auch im Demonstrationsunterricht verwendet werden.

 

Aufbau einer Galvanischen Zelle

Bau einer Galvanischen Zelle (Kupfer / Eisen)

Das Experiment des Verkupferns eines Stahlnagels wird als Grundlage zum Bau einer Galvanischen Zelle und der räumlichen Trennung der Reduktions- und Oxidationsvorgänge verwendet. Die Funktion einer Salzbrücke wird erläutert und das Elektrochemische Potenzial anhand des Elektronendrucks und der unterschiedlichen Lösungstension von Metallen veranschaulicht.

 

Flash-Animation

Animation zum Daniell-Element

Der erläuternd gesprochene Text ist zwar in Englisch, aber von Oberstufenschülern durchaus gut zu verstehen.  Diese Animation ist sehr empfehlenswert.

 

Galvanische Zellen auf Wikipedia

Materialien zu elektrochemischen Spannungsquellen

Sehr informative Seiten zur Historie galvanischer Zellen und neuer Entwicklungen. Zahlreiche Beispiele eignen sich als Grundlage für Referate. Sie sind über Links zu erreichen. Einige Beispiele: Daniell-Element, Gravity-Daniell-Element, Leclanché-Element, Voltasche Säule, Primärzellen:  Alkali-Mangan-Batterie, Lithiumbatterie, Lithium-Eisensulfid-Batterie, Nickel-Oxyhydroxid-Batterie, Quecksilberoxid-Zink-Batterie, Silberoxid-Zink-Batterie, Zink-Braunstein-Zelle, Zink-Luft-Batterie, Sekundärelemente.