Versuch: Konzentrationskette Kupfer
Schülerversuch; 20 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
4 Bechergläser (100 ml), 2 Kupferelektroden, Filterpapier, Krokodilklemmen, Messgerät, Kabel.
Chemikalien, Materialien
Lösungen von Kupfersulfat (c = 0,1 mol/l; 0,01 mol/l; 0,001 mol/l) (Xn), Lösung von
Kaliumnitrat (c = 1 mol/l) (O).
Durchführung
Du füllst in zwei Bechergläser die Kupfersulfatlösung mit der Konzentration 0,1 mol/l und in
zwei andere die Kupfersulfatlösungen mit den anderen Konzentrationen. Zuerst misst du die Spannung
zwischen den zwei Bechergläsern mit der gleichen Konzentration. Dafür verbindest du die Kupferelektroden
elektrisch leitend über das Messgerät und tauchst die Elektroden in die Lösungen. Dann verbindest du
noch die beiden Bechergläser durch einen in Kaliumnitratlösung getränkten Streifen Filterpapier und
kannst die Spannung am Messgerät ablesen. Anschließend verfährst Du genauso mit den
Becherglaskombinationen 0,1 mol/l - 0,01 mol/l; 0,1 mol/l - 0,001 mol/l; 0,01 mol/l - 0,001 mol/l.
Ergebnis
Zwischen den beiden Halbzellen mit der gleichen Elektrolytkonzentration ist keine Spannung zu
messen. Bei den Halbzellenkombinationen 0,1 mol/l - 0,01 mol/l und 0,01 mol/l - 0,001 mol/l misst
man die gleiche Spannung, etwa 0,023 V. Bei der Halbzellenkombination 0,1 mol/l - 0,001 mol/l misst
man etwa 0,054 V, also gut das Doppelte.
Die vor allem bei der Konzentration 0,1 mol/l auftretenden Abweichungen vom theoretischen Wert
(0,029 V) sind mit der für die Reaktion aufzubringenden Aktivierungsenergie zu erklären, die bei
Kupfer größer ist als bei Silber. Dadurch werden die gemessenen Werte bei großen Konzentrationen nach
unten abgefälscht.