Aluminium, lucht en een batterij

1.Onderzoeksvraag

Hoe kunnen we  een batterij bouwen met aluminium?

2.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

• Koperen plaatje
• Aluminium plaatje
• Demi-water
• Zout
• Bleek (Chloor)
• Kabels met krokodillenklem
• Millimeter

b.Opstelling (foto)

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Buig een kant van de metalen plaatjes dusdanig dat ze makkelijker over het potje heen passen en er makkelijker een krokodillenklem aan te bevestigen is.
2. Plaats de elektroden in de beker.
3. Bevestig de meetkabels aan de elektrodes (+ Cu, – Al).
4. Start de meting.
5. Voeg water toe aan de beker.
6. Wacht enige tijd en voeg een spatelpuntje zout toe en roer.
7. Wacht weer enige tijd en voeg wat bleek toe.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Het zout dat we toevoegen zorgt ervoor dat de oplossing beter gaat geleiden waardoor de ladingen makkelijker door de oplossing getransporteerd worden.

Binnenin de cel fungeert het koper als de elektronendonor (kathode) het geeft de elektronen door vanuit het externe circuit.

Het in water opgeloste zuurstof wordt door deze elektronen gereduceerd volgens:

O₂ + 2 H₂O + 4 e^– –> 4 OH^–   E°=0,82 V

Aan de anode wordt het Aluminium geoxideerd. Het aluminiumhydroxide dat gevormd wordt vormt een wit neerslag op de elektrode.

Al + 3 OH^{– –>} Al(OH)₃   E°= 2,30 V

De combinatie van de halfreacties  en geeft de volgende bruto vergelijking voor de cel:

4 Al + 3 O₂ + 6 H₂O –> 4 Al(OH)₃ E°=3,12 V

In deze cel dient koper als een bron van elektronen (de kathode). Zuurstof (opgelost in het water)  vormt hydroxide bij de anode. Je zult merken dat de stroom zakt na een tijdje. Na verloop van tijd raakt de zuurstof op; roeren kan helpen. De celstroom neemt af gedurende lange periodes van tijd omdat de metalen bekleed worden met oxiden en andere bijproducten.  Bij de anode wordt de aluminiumfolie geoxideerdgeeft elektronen op:Al + 3OH^–  –> Al (OH)₃+ 3e^– Het aluminium en hydroxide worden verbruikt door deze reactie om aluminiumhydroxide te vormen,Al (OH) ₃ een witte neerslag Het zout belangrijk is.Natrium (Na +) ionen moeten naar links stromen om de OH- ionen geproduceerd aan de koperelektrode te neutraliseren.Evenzo is het chloor (Cl-) ionen verplaatsen naar het recht om de OH- opgebruikt te compenseren.Het netto resultaat is dat elektronen naar rechts bewegen van koper tot aluminium – dat is de enige rol van het  zout! Als dit niet zou gebeuren, zou de reactie alleen maar voor een korte tijd lopen

5.Onderwerpen

• galvanische cel
• werking van batterijen

6. Aanvullingen

KLIK