Bouw je eigen batterij
1.Onderzoeksvraag
Hoe maak je een batterij door twee galvanische cellen in serie te zetten met de hoogst mogelijke spanning?
2. Benodigdheden
a. Materiaal + stoffen
-
- Materiaal:
- Zoutoplossingen van 1 mol/l:
- CuSO4 , MgSO4, (NH4)2FeSO4, ZnSO4
- KCl-oplossing 3,5
- Filtreerpapier
- Petrischaal
- Verschillende stukjes metaal
- Multimeter en draden
b.Opstelling (foto)
3.Uitvoeren
a.Werkwijze
Op een filtreerpapiertje bevinden zich stukjes metaal die met een aantal druppels 1,0mol/L zout oplossing het redoxkoppel vormen. Om een spanning te kunnen meten wordt een KCl-oplossing van 3,5 in het midden ven het filtreerpapiertje gebracht. Van zodra deze oplossing de elektroden van het redoxkoppel bereikt, ontstaat een spanning die te meten is met een multimeter.
- Leg in de petrischaal een filtreerpapiertje dat doordrenkt is met een 3,5 KCl-oplossing.
- Leg op dit filtreerpapiertje verschillende stukjes metaal (zink, magnesium, ijzer, koper)
- Steek de draden in de multimeter en zet hem aan.
- Plaats op de verschillende metalen de meetsondes.
- Lees het resultaat af van het toestel.
Werkwijze van uiteindelijke batterij
- Giet in het linker schaaltje een beetje koper(II)sulfaatoplossing en plaats hier de koper elektrode in.
- Giet in het tweede en derde schaaltje magnesiumsulfaatoplossing en plaats hier de stukjes magnesium in.
- Giet in het vierde schaaltje een beetje ammoniumijzer(II)sulfaatoplossing en plaats hier de ijzerelektrode in.
- Verbind vervolgens het eerste en tweede schaaltje met een zoutbrug (filtreerpapiertje gedrenkt in een 3,5 KCl-oplossing)
- Verbind vervolgens het derde en het vierde schaaltje door een zoutbrug (filtreer- papiertje gedrenkt in een 3,5 KCl-oplossing)
- Verbind dan de koperelektrode met de rode draad van de multimeter (kathode) en verbind het magnesiumstukje uit het derde schaaltje met de zwarte draad van de multimeter (anode).
- Als laatste stap verbind je het magnesiumstukje uit het tweede schaaltje en de ijzerelektroden met elkaar door gebruik te maken van ene verbindingsdraad.
- Dan zet je de multimeter aan en lees je de spanning af.
4. Waarnemingen en besluit
We kunnen een eigen batterij maken door gebruik te maken van twee redoxkoppels namelijk: Mg2+/Mg – Fe2+/Fe (1,20 V) en Mg2+/Mg – Cu2+/Cu (1,44 V)
Deze hebben de hoogste spanning, deze zijn we bekomen door ons onderzoek.
Om hiervan dan een batterij te maken plaatsen we de twee redoxkoppels in serie. Hier maken we gebruik van bakje met verschillende schaaltjes.
Bekomen spanning: 2,53 V