Anorganische Chemie

Elektrochemie

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Jeder redet von der Energiewende und grünem Strom, aber wie funktioniert sowas eigentlich? Im Schülerlabor widmen wir uns Experimenten, die sich mit dieser Thematik befassen. Dabei geht es zum Beispiel um grundlegende Experimente zur elektrochemischen Spannungsreihe, die uns erklären wie Elektronen zwischen Metallen in Batterien ausgetauscht werden können. Es geht aber auch um Elektrolyse, also die Spaltung von Wasser mithilfe von (erneuerbarem) Strom, um Wasserstoff zu erzeugen. Dieser Wasserstoff ist ein nützlicher Energieträger, weil daraus mithilfe einer Brennstoffzelle wieder Strom gewonnen werden kann. Wenn du lernen willst wie man Strom speichern und erzeugen kann bist du hier richtig! Hier werden nicht nur Batterien vorgestellt, sondern auch kleine Brennstoffzellenautos, die selber fahren können und dir ein Blick in die Zukunft von morgen geben!

Das Modul Anorganische Chemie ist in diesem Schuljahr noch 10 mal buchbar

Description

Elektrochemische Spannungsreihe

Die Schüler:innen werden ein Daniell-Element (Cu-Zn-Element) aufbauen, die Potentialdifferenz messen, diese anhand der Spannungsreihe einordnen und die gemessene Spannungsdifferenz über die Nernst’sche Gleichung ausrechnen. Durch Variation der Metalle (z.B. Sn, Ag, Mg, Al) und Lösungen (Konzentration) in der Zelle wird die Spannung ermittelt und die Gruppen erstellen eine eigene kleine Spannungsreihe und gleichen Experiment und Theorie miteinander ab.

Elektrolyse und Brennstoffzelle

Es wird die Elektrolyse in Wasser vorgeführt, sodass die Schüler verstehen, wie Wasser durch Anlegen einer Spannung in seine Bestandteile zerlegt werden kann. Die dabei gebildeteten Gase können einerseits gemeinsam durch Seifenwasser geleitet werden, um Knallgas-Seifenblasen zu bilden, die man aanschließend entzünden kann. Darüber hinaus kann man aber die Gase auch getrennt in eine einfache Brennstoffzelle leiten, um aus ihnen wieder Strom zu gewinnen. Zuletzt können die Schüler noch mit einem kleinen Brennstoffzellenauto spielen, welches mit destilliertem Wasser betrieben wird und erstens Wasserstoff und Sauerstoff produziert, um anschließend sie zu verbrauchen, um zu fahren. Anhand dieser Experimente kann man Theorie zur Elektrolyse und der umgekehrten Reaktion in Brennstoffzellen erklären und den Schülern beibringen, dass hier Energiespeicherung und Nutzung zwei Seiten der selben Münze darstellen.

Ladungsträger in Batterien

In zwei Versuchen werden die beiden Arten von Ladungsträgern in Batterien veranschaulicht. Mithilfe einer Spannungsquelle werden anionische und kationische Ladungsträger über einen Indikator bewegt, und mit einer Zink-Luft-Batterie wird eine Diode betrieben, um den Elektronenfluss zu demonstrieren. Zusätzlich wird anhand einer CR2032-Knopfzelle diskutiert, wie diese Prinzipien im Alltag angewendet werden können.

Mögliche weitere Informationen/Angebote

Nach Absprache können als zusätzliche Komponenten noch der begleitende Besuch von Lehrveranstaltungen der Chemie oder der Besuch eines Praktikums aus dem 1. Studienjahr angeboten werden. Veranstaltungen, die dafür in Frage kommen finden sie hier.

 

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