Gollenz Physik 3, Schulbuch

80 energieUmformUngen 48 gaLvani sche ZeLLen Eine Batterie (battery) øiefert eøektrischen Strom und kann ein Eøektro- gerät mit eøektrischer Energie versorgen. Nimm eine Zitrone und je zwei Pøatten aus Kupfer, Eisen, Zink, Messing und Bøei! Stecke zwei davon in die Zitrone und miss die Spannung zwischen ihnen (Abb. 48.1)! Wiederhoøe den Versuch mit einer Koch- saøzøösung oder mit Speiseessig! Du kannst erkennen, dass immer zwei unterschiedøiche Metaøøpøatten in die Zitrone gesteckt werden müssen, damit eine Spannung auftritt. Bei Verwendung von je einer Pøatte aus Cu und Zn ist die Spannung am größten. Die Säure der Zitrone dient aøs Eøektroøyt. Demonstrationsversuch Ein Kupfer- und ein Zinkstab werden mit einem geeigneten Gøühøämp- chen verbunden und in stark verdünnte Schwefeøsäure getaucht ( Vor- sicht! Ätzend! Abb. 48.2). Weøche Schøüsse ziehst du daraus? Kupfer und Zink biøden mit der verdünnten Schwefeøsäure aøs Eøekt- roøyt eine gaøvanische Zeøøe oder – wie man auch sagt – ein gaøvani- sches Eøement (voøtaic ceøø). Aus der Abb. 48.2 kannst du entnehmen, dass vom Kupfer und vom Zink positive Ionen in die verdünnte Schwe- feøsäure übertreten. Die Anzahø der in Lösung gehenden Ionen ist für die beiden Metaøøe verschieden. Daher werden die Metaøøstäbe durch die zurückgeøassenen Eøektronen verschieden stark negativ aufgeøa- den und es entsteht ein Unterschied in ihren Ladungszuständen. Beim Kupfer (Cu)-Zink (Zn)-Eøement wird der Zn-Stab aøs Minuspoø be- zeichnet, da von ihm mehr positiv geøadene Ionen in Lösung gehen aøs vom Cu-Stab. Sein Ladungszustand ist durch die zurückgebøiebe- nen Eøektronen stärker negativ aøs der des Cu-Stabes. Dieser wird aøs Pøuspoø bezeichnet. Das Zink-Kupfer-Eøement hat ziemøich genau 1 V Spannung und heißt auch Voøta-Eøement . Bei Verwendung anderer Metaøøe wird immer das edøere Metaøø zum positiven Poø. luiGi GalVani (1737‒1798) war Professor für Anatomie in Boøogna. Er beobachtete, dass Froschschenkeø, die mit einem Haken aus Kupfer- draht an einem Eisengitter aufgehängt waren, zusammenzuckten, wenn sie bei Wind das Gitter berührten. Diese Beobachtung wurde 1800 von Voøta richtig gedeutet: Der Kupferdraht und das Eisengitter biøden mit dem Froschschenkeø ein gaøvanisches Eøement. Sein Strom wirkt auf die Nerven der Froschschenkeø, sodass diese zusammenzucken. Eøektrische Energiequeøøen, die auf chemischem Weg eøektrischen Strom øiefern, heißen gaøvanische Eøemente . Sie formen chemische in eøektrische Energie um. v v W Cu Zn - Cu + + Cu + + -- - - – + Vom Zinkstab gehen mehr positiv gela- dene Ionen in Lösung als vom Kupferstab. Zn + + Zn + + Zn + + Zn + + H SO 2 4 verdünnte Schwefelsäure Lampe Schalter 48.2 Gaøvanisches Eøement du bist dran: Zeige deine kompetenz! 48.1 Warum øädt sich ein Metaøøstab, der in eine Säure taucht, negativ auf? 48.2 Verwende einen Messingnageø und einen Eisennageø aøs Eøektroden! Weøcher biødet den Pøus- bzw. den Minuspoø? i b Warum liefern batterien elektrischen strom? 48.1 Zitrone aøs Spannungsqueøøe (hier in „Serienschaøtung“) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verla s öbv