De mens als stroombron

1.Onderzoeksvraag

Wat is de invloed van de mens en water wanneer men verschillende metalen in serie plaatsen?

2.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

• voltmeter
• bekerglas
• statiefklem
• 2 elektriciteitsdraden met stekers en krokodillenklemmen
• motortje 1 V (optioneel)
• koperen voorwerp (30 cm²)                    Cu
• aluminium voorwerp (30 cm²)                Al
• zinken voorwerp (30 cm²)                      Zn
• 1 koolstof staal                                        C
• keukenzout                                             NaCl
• ammoniumchloride (salmiak) NH₄Cl

b.Opstelling (foto)

c.Etiketten

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

DEEL 1

1. Neem het koperen en aluminium voorwerp. Verbind ze beiden met de voltmeter.
2. Meet de platen los van elkaar op de droge werktafel geeft de voltmeter niets aan.
3. Pak ze met beide handen stevig vast – in elke hand één – en de meter slaat uit.
4. Noteer de gemeten spanning.
5. Maak je je handen nat onder de kraan en pak je daarna de platen, dan is het effect nog sterker. Met zout water is het potentiaalverschil nóg meer. Probeer hetzelfde, maar nu met zink in plaats van aluminium, en dan zink in plaats van koper. Neem dan de koolstof staaf. Combineer die met de metalen.
6. De beste combinatie blijkt koolstof met zink.

DEEL 2

1. Zet de koolstof met een klem vast in een beker(glas) en ook het zink, zó dat ze elkaar niet raken.
2. Giet kraanwater in het glas.Meet.
3. Probeer het ook met zout water, en tenslotte met water met een theelepeltje salmiak (ammoniumchloride).
4. Je hebt nu een klassieke batterij die een motortje kan laten draaien.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Metalen hebben enigszins de neiging elektronen af te staan. Logisch: anders bestonden er geen ionen van. Maar niet alle metalen doen dat even graag. Onedele metalen doen dat eerder. Aluminium doet dat dus liever dan koper, en “duwt” daarom elektronen naar het koper, althans als er geleiding is. Op je handen zit altijd wel wat zweet dat via ionen de geleiding verzorgt. Zo lopen elektronen van Al naar Cu. Cu is de pluspool en Al is de minpool.

Je ziet dus dat Al-Cu een spanning levert van ca 0,5 Volt; Cu-Zn zelfs 0,7 Volt. En ja, dus zal Zn-Al goed zijn voor 0,2 V. Zn blijkt onedeler dan Al. Koolstof is geen metaal en geeft dus geen elektronen af, maar het geeft ze wel door.

De ionen bewegen gemakkelijker met natte handen, en met zout erbij zijn er nog meer ionen in het water en gaat het nog weer beter.

Met kraanwater in plaats van je hele lichaam kunnen de ionen zich nog beter verplaatsen: de afstand is veel korter. Zouten in het water helpen, en met salmiak gaat het zó goed dat een motortje kan worden aangedreven.