Galvanische cel

1.Onderzoeksvraag

Waaruit bestaat een galvanische cel, en hoe werkt ze?

2. Benodigdheden

a. Materiaal + stoffen

MATERIAAL

• Gebogen glazen buis
• Krokodillen klemmen en snoer
• Voltmeter
• Koper plaatje
• Zinkplaatje
• 2 maatbekers van 100ml

STOFFEN

• Koper(II)nitraatoplossing 1 mol/l
• Zinknitraatoplossing 1 mol/l
• Verzadigde natriumnitraatoplossing

b.Opstelling (foto)

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

• In deze proef gaan we zelf een galvanische cel maken, hiervoor gebruiken we een zink en koperen plaatje en een zinknitraat-oplossing (1 mol/l), koper(II)nitraat-oplossing (1 mol/l).  Als zoutbrug wordt er gebruik gemaakt van een natriumnitraat-oplossing (verzadigd).
• Giet 100ml zinknitraatoplossing in maatbeker 1 en dompel het zink plaatje in de oplossing.
• Giet 100ml koper(II)nitraatoplossing in maatbeker 2 en dompel het koper plaatje in de oplossing.
• Verbind de twee plaatjes met de voltmeter.
• Verbind beide oplossingen met een zoutbrug van natriumnitraat.

4. Waarnemingen en besluit

De E°-waarden van de redoxkoppels zijn: E°(Zn²⁺/Zn) = -0,76 V en  E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V

Zink is de sterkste reductor, koperionen zijn de sterkste oxidatoren.

Aan de zinkelektrode treedt een oxidatie op en worden elektronen afgegeven. De zinkelektrode is de negatieve pool. Aan de koperelektrode treedt een reductie op en worden elektronen opgenomen. De koperelektrode is de positieve pool.

De oxidatie- en reductie deelreacties zijn:

Anode: Zn  ⇄ Zn²⁺ + 2e⁻

Kathode: Cu²⁺+ 2 e ⁻  ⇄ Cu

De globale redoxreactie is:

Zn + Cu ²⁺  ⇄ Zn²⁺ + Cu

De bronspanning onder de standaardomstandigheden bedraagt:

U° = ΔE° = E°(Cu²⁺/Cu) − E°(Zn²⁺/Zn) = +0,34 V − (−0,76 V) = 1,10 V.