Grundsätzliches zum Betrieb eines galvanischen Elements
(Foto: Daggi)
In Schülerversuchen wird gern der im Bild gezeigte Aufbau zur Demonstration
galvanischer Elemente eingesetzt. Oft erlebt man dann, dass der Prüfmotor nicht
läuft, und ein Glühlämpchen leuchtet auch nicht.
Um einen Prüfmotor zum Laufen zu bringen, sollte man beachten, dass die Apparatur einen möglichst kleinen Innenwiderstand haben muss. Um das zu erreichen, gibt es kleine Tricks. Hier erklären wir das am Beispiel des Daniell-Elements.
1 Erhöhung der Zahl der Ladungsträger
Wir haben jeweils ca. 1-molare (das sind fast gesättigte) Zinksulfat- sowie
Kupfersulfatlösungen verwendet.
2 Vergrößerung des Leiterquerschnitts
Bei unserer Salzbrücke handelt es sich um zwei zusammengerollte, große Filterpapiere
(Durchmesser 12,5 cm). Wir haben sie zuvor gut mit 1-molarer Kaliumnitratlösung getränkt.
Also kein dünnes Streifchen nehmen! Wichtig: Die Papierrolle muss richtig in beiden Lösungen
hängen.
3 Erhöhung der Stromdichte
Die Elektroden sollten so groß wie möglich sein und soweit wie möglich mit Lösung
bedeckt sein. Wichtiger Hinweis für die Schüler: Die Krokodil-Klemmen dürfen nicht in
die Lösung tauchen!
Wenn dann immer noch nichts klappt, muss untersucht werden, ob Prüfmotor oder Glühbirne zu viel Energie aufnehmen. So muss die Mindestspannung stimmen. Außerdem sollte man unter Kurzschlussbedingungen den Stromfluss des Elements messen und über Spannung und Stromstärke die Wattzahl berechnen - wichtig für die Auswahl der Glühlampe. Dabei können die Schüler helfen - wichtig für einen fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht.
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