Elevøvelse nr4: Å lage et galvanisk element

Hensikten med forsøket var å lage et galvanisk element som leverer strøm. Vi skulle bruke:
2 små begerglass
Kobberstrimmel
Sinkstrimmel
2 ledninger
Voltmeter
Trekkpapir
Kobbersulfatløsning
Sinksulfatløsning
Kaliumnitratløsning

Det vi gjorde var å fylle begge begerene halvfulle med lunkent vann og løse opp kobbersulfat i det ene og sinksulfat i det andre. Vi hadde kobberstrimmelen oppi kobbersulfatløsningen og sink i sink. Deretter koblet vi på ledningene på strimlene i de ene endene og festet de andre endene på voltmeteret. Vi lagde saltbroer med tørkepapir og kaffefilter, og sjekket hvilken som ga høyest strømmåling.

Det vi prøvde først var med et hvitt kaffefilter. For å lage saltbroer med papir, dyppet vi de forskjellige typene oppi kaliumnitratløsning. Da vi hadde lagt kaffefilteret med den ene enden i kobberløsningen og den andre i sinkløsningen, viste voltmeteret 0,7 volt. Det neste vi prøvde var med tørkepapir som saltbro, og det ga et utslag på 0,85 volt. Altså ga tørkepapiret best resultat. Grunnen til det er at kaffefilteret har et tettere bygd stoff i motsetning til tørkepapiret, og derfor går stoffene i kretsen enklere igjennom saltbroen med tørkepapir.

Ionene i saltbroas hensikt er å nøytralisere de to blandingene og den sender K⁺-ioner ut i kobberløsningen, og NO^--ioner ut i sinkblandingen. Når blandingene er nøytralisert, kan elektronene gå i krets.

Vi prøvde så å ha mer kobbersulfat og sinksulfat oppi begerglassene, og etter vi hadde rørt det ut og lagt oppi salbroen laget med tørkepapir igjen, viste voltmeteret ingen reaksjon utover resultatene vi hadde fra før. Det var fremdeles 0,85 volt.

Det galvaniske elementet vi har laget her, kalles en daniellcelle. Dette navnet brukes om forskjellige typer celler med kobber eller kobbersulfat og sink eller sinksulfat. Den ble oppfunnet av J. F. Daniell på starten av 1800-tallet.

Elektronene går fra sink til kobber. Reaksjonene som skjer er at massen til sink reduseres fordi det oksyderes og Zn blir til positive ioner: Zn²⁺ og dette går ut i blandingen. Kobberet dermot reduseres og går fra Cu²⁺ til Cu, atomene fester seg på strimmelen og massen øker.
Hele reaksjonen blir altså: Zn + Cu²⁺ -> Zn²⁺ + Cu.

Det galvaniske elementet vi har laget, fungerer også som et batteri fordi det går elektroner i en lukket krets med en negativ og en positiv pol. Vi prøvde å holde ledningene mot en lampe, men det ga ikke lys fra seg. I teorien skulle dette gått helt fint, så mest sannsynlig var nok bare koblingen for dårlig eller lyset i pæra mot lyset i rommet en dårlig blanding.