Zink-koolstofbatterij

1. Onderzoeksvraag

Hoe maak je zelf een simpele batterij?

2. Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• Elektromotor
• 2 kabels
• Krokodillenklem
• Beker
• Koolstofelektrode
• 1 strip zinkstaal
• 50 ml water
• 10 g keukenzout
• 10 ml 0.5 mol/l HCl

Opstelling (foto)

3. Uitvoeren

Werkwijze

• De twee kabels zijn verbonden met de elektromotor. Het uiteinde van de eerste kabel wordt in elkaar gezet met de koolstofelektrode, het stuk zinkplaat wordt met behulp van de krokodillenklem aan het uiteinde van de tweede kabel bevestigd.
  Meng het water met het keukenzout in het bekerglas . Als alternatief kan zoutzuur worden gebruikt in plaats van keukenzout .
  Zowel de koolstofelektrode als de zinkplaat worden ondergedompeld in de zoutoplossing of verdund zoutzuur zonder elkaar aan te raken.

Waarneming (+ foto’s)

De rotor draait continu zolang beide elektroden (zinkplaat en koolstofstaaf) de elektrolyt (zout water) raken.
Als beide elektroden elkaar raken, stopt de rotor onmiddellijk.
Als je de aansluitingen verwisselt, draait de rotor in tegengestelde richting.
De zinkplaat, die aan het begin van het experiment glanzend was, wordt mat naarmate het experiment vordert.

4. Reflecteren

• Door de zoutoplossing begint de zinkplaat te roesten; dit betekent dat de metalen lichamen van het zink in oplossing gaan (kathodereactie). De ruimte voor de elektronen in de zinkplaat wordt steeds kleiner door het ontbreken van metalen rompen, de zinkplaat wordt negatief geladen (kathode). De negatief geladen elektronen stoten elkaar af en migreren door de kabel naar de koolstofelektrode (anode), daar elektronen ontbreken. In de koolstofelektrode reageren de elektronen met zuurstof uit de lucht en water uit de elektrolyt om hydroxide-ionen te vormen die naar de elektrolyt migreren.
  Op de weg van de elektronen van de kathode naar de anode zit de elektromotor in de weg, die wordt aangedreven door de migrerende elektronen, vergelijkbaar met een tourniquet.
  Kathodereactie – negatieve pool – zinkplaat : 2 Zn ⇔ 2 Zn ²⁺ + 4 e ^–
  anodereactie – positieve pool – koolstofstaaf : O ₂ + 2 H ₂ O + 4 e ^– ⇔ 4 OH ^–

  zink	⇋	Zink- kation	+	2 elektronen
  Zn	⇋	Zn 2+	+		+	2 e –

 

Bronnen

• Literatuur   KLIK