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.

Hintergründe zum Experiment


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Letzte Überarbeitung: 05. Februar 2012, Dagmar Wiechoczek