Elektrochemische Spannungsreihe der Metalle aus Potentialdifferenzen von Halbzellen mit Cobra SMARTsense

Prinzip

Die Kombination verschiedener Halbzellen zu galvanischen Zellen führt zu unterschiedlichen Gleichspannungen, die von den Elektrodenpotentialen der beteiligten Metalle und Ionen abhängen. Durch systematische Messung dieser Potentialdifferenzen und Festlegung einer Bezugselektrode (z. B. die Standard-Wasserstoffelektrode) lassen sich die Metalle in einer bestimmten Reihenfolge nach ihrer Tendenz zur Elektronenabgabe bzw. -aufnahme ordnen. Diese Reihenfolge wird als elektrochemische Spannungsreihe bezeichnet und ermöglicht Vorhersagen über die Richtung freiwilliger Redoxreaktionen sowie über die relative Edelheit oder Unedelheit von Metallen.

Aufgaben

1. Es sollen 4 verschiedene Halbzellen aus Zink/Zinksulfatlösung, Kupfer/Kupfersulfatlösung, Blei/Bleinitratlösung und Silber/Silbernitratlösung aufgebaut und miteinander zu galvanischen Zellen kombiniert werden. Die dabei messbaren Gleichspannungen sollen zu einer Ordnung der 4 Metalle in einer bestimmten Reihenfolge führen.
2. Die Halbzellen werden paarweise zu galvanischen Zellen (insgesamt 6 Kombinationen) kombiniert.
3. Die entstehenden Gleichspannungen werden gemessen.
4. Die Metalle werden anhand der Spannungen nach ihrem elektrochemischen Potenzial (vom unedelsten zum edelsten Metall) geordnet.

Lernziele

Vorteile

• Versuch ist Teil einer Komplettsets, mit dem alle wichtigen curricularen Themen der Elektrochemie abgedeckt werden.
• Schnelle und einfache Versuchsvorbereitung (Versuchsanleitung und Gefährdungsbeurteilung verfügbar).
• Erhöhte Motivation bei Schüler/innen durch Nutzung der intuitiven measureAPP (kostenlos verfügbar).
• Minimale Vorbereitungszeit: Experimentierliteratur für Schüler und Lehrer erhältlich.
• Einfaches Lehren und effizientes Lernen beim Einsatz der interaktiven Experimentier-Literatur.