Galvanisk element

I timen i dag fikk vi oppgaven om å lage et Galvanisk element. Denne øvelsen står også forklart i boka Naturfag 3 - kapittel 6 mobile energikilder, side 187.

Eksperimentet

Utstyrsliste:
2 begergalss
Kobberstrimmel
Sinkstrimmel
2 ledninger
Voltmeter
Trekkpapir (kaffefilter)
Kobbersulfatløsning
Sinksulfatløsning
Kaliumnitratløsning

Dette gjorde vi:
Vi lagde først de ulike løsningene. Så satte vi kobberstrimelen i kobbersulfatløsningen som utgjør en halvcelle, og  sinkstrimelen i sinksulftløsningen som utgjør en annen halvscelle. Deretter tok vi å koblet ledninger fra de 2 strimlene og til voltmeteret. Ledingene skaper en lukket krets samtidig som de er med på å måle energien som skapes. Vi la så kaffefilteret som var dyppet i kaliumløsningen som fungerte som en bro fra det ene begerglasset til det andre. Denne broen blir fagelig kalt en saltbro fordi kaffefileteret om vi brukte di dette tilfellet var dyppet i en saltløsning som kan lede elektrisk strøm, men denne broen lar allikevel ikke de to halcellene (sink- og kobberløsningene) blande seg. Saltbroen kan også kalles en elektrolytt, en enekl beskrivelse på elektrolytt er;  en løsning som har løst elektroner i seg. Denne broen kan du se på bildet over. Nå kunne vi måle av på voltmeteret, vi fikk utslaget 1V. Vi forsøkte å øke konsetrasjonen både i sink- og kobbersulfatløsningen for å se om vi kunne få et større utslag, men dette hadde ingen effekt. Lyspøren ville ikke lyse fordi vi sansynligvis ikke hadde nok volt. Et galvanisk element kan egentlig ha en spenning mellom polene på opp til 1.1V.
Det vi nå har laget er et galvansisk element, også kalt en Daniellcelle. Navnet har Daniellecellen fått fra J. F. Daniell som fant opp den aller første daniellecellen.

Hvilken vei går ekeltronene i kretsen:
Elektronene blir ledet gjennom ledningene fra sink som er ladet med - til kobber som er ladet med +. Før elektronene bruker saltbroa for å komme tilbake igjen til sink, det er da det skapes strøm og en slutta krets.

Reaksjonslikninger:
Dette er reaksjonslikningen til sink polen, altså den negative: Zn -> Zn2 + 2e
Dette er reaksjonslikningen til kobber polen, altså den possitive: Cu2 + 2e -> Cu

Redoksreaksjoner - vasking med ketchup

Den gangen fikk vi en litt annerledes elevøvelse av læreren:
- Du skal vaske en skitten 50-øring med ketsjup. Hvordan kan du få den blankest mulig. Det er lov til å blande inn mer av stoffer som allerede er i ketsjupen.
Under har jeg satt opp hvordan jeg gjorde forsøket og hva jeg kom frem til. 

Hypotese: Det er eddiken og sukkeret i ketchupen som gjør 50 øringen blank

Utstyr: 4 skittene 50-øringer, ketsjup, eddik, salt, sukker, kjøkkenrull, små glass/eggeglass

Fremgangsmåte:

Ketchup og ekstra ingredienser

Jeg har lest på ingrediensene og kommet frem til at jeg tror eddik, sukker og salt har en innvirkning på om 50 øringen vil bli blank eller ikke. Derfor tar jeg å vasker en av 50 øringene med ketchup, legger en i et glass med sukker og eddik, en i et glass med eddik og salt og den siste lar jeg bli liggende i ketchup i en time.

Vaske m ketchup: Det som skjer er at noe av møkka forsvinner men den blir ikke veldig blank. Selv ikke etter tredje forsøk på å vaske den og tørke av med tørkepapir ser jeg store forskjellen.

Eddik + sukker: Med en gang jeg slipper 50 øringen ned i eddikblandingen ser jeg at den begynner å bli blankere og det tar ikke lang tid før den er blank og fin. Jeg lar den ligge i 1 time, men dette har lite innvirkning og den blir ikke blankere en det den var etter bare noen minutter.

Eddik + salt: Også her ser jeg endringer med en gang jeg slipper 50 øringen ned i eddikblandingen og det tar også her bare noen minutter før den blir helt blank. Gjeg gjør det samme som med blandingen over og lar 50 øringen ligge i en time, men heller ikke her er tid en faktor som spiller inn på hvor blank den blir. Allikevel blir 50 øringen blankere i denne eddikblandingen en den over.

Ligge i ketchup: Jeg lar 50 øringne ligge i et glass med ketchup og passer på at den er helt dekket. Jeg lar den ligge en time og tørker/pusser den med tørkepapir etterpå, denne 50øringne blir ikke noe blankere en den jeg pusset tre ganger. 

Øverst (venstre - høyre): gammel skitten 50 øring, ny blank 50 øring
Nederst (venstre til høyre): Vasket i ketchup, eddik+sukker, eddik+salt, ligget i ketchup
NB: Det kommer ikke tidlig frem her at den som har ligget i eddik og vann er blankest pga lyset over påvirker skinnet i 50 øringene på dette bildet.

Konklusjon: 

Hvis jeg ser på effekten av de ulike forsøkene er det med en gang klart at det hovedsakelig er eddiken som fjerner skittet og gjør 50 øringen blank, i tillegg til det ser ut til at saltet har en viss effekt. så her jobber altså saltet og eddiken sammen. Siden det ikke fungerte så godt å vaske 50 øringen i ketchup, selv om denne innholder eddik, ser det ut til at det er noe i ketchupen som hindrer eddiken i å fungere slik den gjør når det bare er eddik. Det kan være for eksempel tomatpureen eller stivelsen som er tilsatt.

Før jeg går nermere inn på hvorfor jeg tror de ulike stoffene påvirker 50 øringen tar jeg  utgangspunkt i at en 50 øringen innholder 97% kobber (Cu), 2,5% sink og 0,5% tinn (Sn). Siden størsteparten av 50 øringen består av kobber er dette det viktigste stoffet og det er kobberet eddiken og saltet reagerer med. Det som skjer er at eddiksyren (kjemisk formel: CH3COOH) slår seg sammen med saltet og løser opp kobberoksidet.

Det som skjer når 50 øringen blir blank er at vi fjerner oksyget fra kobberoksidet, slik at vi kun sitter igjen med kobberet fordi oksygenet er det som er med på å gjøre 50øringen skitten. Det som da skjer er en redoksreaksjon, der kobberet gir fra sg atover til oksygenet. Kobberet blir altså oksydert og får en plussladning mens oksygenet blir redusert og vil få en negativ ladning.

Da får vi den kjemiske formelen: CU²⁺ + O^-

NB: Hvis noen lurer på hva redoksreaksjoner egentlig er så har jeg hentet en definisjon på ordet fra ndla.no: ”En redoksreaksjon er en kjemisk reaksjon der ett stoff blir redusert og et annet blir oksidert. Dette kan dreie seg om et grunnstoff som inngår i et molekyl eller et salt”

Kilder:

http://no.wikipedia.org/wiki/Eddiksyre

http://no.wikipedia.org/wiki/Koksalt

http://ndla.no/nb/node/13567?fag=7&meny=30

http://www.google.no/search?q=N%C3%A5r+du+legger+en+slik+50-%C3%B8ring+i+eddikvann+med+salt%2C+vil+eddiksyren+l%C3%B8se+opp+kobberoksidet+ved+hjelp+av+saltet.+&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:nb-NO:official&client=firefox-a (øverste link)

http://no.wikipedia.org/wiki/50-%C3%B8re

http://no.wikipedia.org/wiki/Oksid

Redoksreaksoner - Brenning av magnesium

I timen i dag fikk vi en oppgave som gikk ut på å brenne magnesium. Denne oppgaven kan du også finne foklart i bka naturfag 3, side 183 -184.


Hypotese

Slik så det ut da det brant.

Når magnesiumen brennes gjøres den om til gass.

Slik så det ut da det var brent.

Det som skjedde:
Da jeg satte fyr på magnesiumet som er en type salt ble det utviklet mye røyk og et sterkt lys som jeg ikke skulle se dirkete på, men ingen gass. Det som skjedde var at magnesiumet (2Mg) reagerte med oksygen (O2) og skapte et stoff som heter magnesiumoksid (2MgO), dette stoffet er hvit og krittaktig. En slik reaksjon som dette kalles en redoksreaksjon, en redoksreaksjon er en reaksjon der det foregår en elektronoverføring og denne typen reaksjon er den mest vanlige. Under en redoksreaksjon blir et stoff oksydert og ett redusert.

Det som skjer i dette forsøket er at magnesiumet gir fra seg elektroner og blir positivt ladet, altså blir det oksydert. Samtidig som oksygenet blir negativt fordi det tar opp elektroner, da blir oksygenet redusert. En slik redoksreaksjon kalles en forbrenningsreaksjon, en forbrenningsreaksjon er når et stoff reagerer med oksygen og det frigjøres energi. Det er tre betingelser for at det skal kunne brenne:
1. Brennbart stoff (i dette tilfellet magnesium)
2. Oksygen (eller at annet stoff som kan holde forbrenningen i gang)
3. Tenntempratur (i dette tilfellet skapt av ligheteren)


Dette er reaksjonslikningen for forsøket:  
2Mg (magnesium) + O2 (oksygen) = 2MgO