Stroom uit een blikje

1.Onderzoeksvraag

Hoe krijgen we gelijkstroom uit een blikje cola?

2.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

• Statiefmateriaal
• 2 aluminium frisdrankblikjes
• mini-elektromotor (schakeling van lampje)
• schaar
• schuurpapier
• 2 snoeren met krokodillenklemmen
• 2 koolstaven
• 2M Kaliumnitraatoplossing
• 2M Natriumchlorideoplossing

b.Opstelling (foto)

c.Etiketten

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Knip het deksel van het blikje af en schuur onderin de laklaag weg
2. Plaats de koolstofelektrode, verbonden met het motortje beide in het blik zonder de rand te raken
3. Maak een serieschakeling van de elektromotor, het blik en de koolstofelektrode
4. Plaats in de ene opstelling de kaliumnitraatoplossing, in de andere de natriumnitraatoplossing

b.Waarneming (+ foto’s)

1: Het lampje gaat branden bij de NaCl oplossing

2: Het lampje brandt niet bij de KNO₃ oplossing

4.Reflecteren

Zowel KNO₃ als NaCl vormen ionen in oplossing. Echter hebben we in ons blikje te maken met een oxidelaagje van Aluminium om verdere oxidatie tegen te gaan. Bij KNO₃ wordt de oxidelaag niet aangetast. Doordat de oxidelaag het transport van elektronen verhinderd zien we bijgevolg niets gebeuren.

Echter zien we dat bij de NaCl oplossing er wel een stroom door het blikje vloeit. Dit is te verklaren doordat de NaCl oplossing de oxidelaag van ons Aluminiumblikje aantast. Hoe dit precies verloopt kan aan de hand van reacties worden aangetoont:

Aluminiumoxide wordt gebonden door de Cl^– ionen:

Al₂O_3(v) + 8Cl^–_(aq) + 3H₂O_{(vl) –>} 2AlCl₄^–_(aq) + 6OH^–_(aq)

Ons tetraclooraluminiumion gaat hydrolyseren.

Door deze reacties kan ons zuiver Aluminium in oplossing gaan: Al_(v) –> Al³⁺ + 3e^–

En de koolstofelektrode reageert met ons opgeloste zuurstof:

O_2(aq) + 2H₂O_(vl) +4e^– –> 4OH^–_(aq)

Bijgevolg is er een gesloten kring mogelijk waardoor een stroom vloeit.