Galvanisk element- Daniellcelle

Teori:

Redoksreaksjoner er den vanligste reaksjonstypen vi kjenner til. Mange av reaksjonene i kroppen er av denne typen, det dreier seg altså ikke bare om batterier. En redoksreaksjon er en reaksjon der det skjer en elektronoverføring. Redoks kommer fra ordene oksidasjon og reduksjon. Oksidasjon er når et atom eller ion gir fra seg elektroner, og reduksjon er når det tar til seg elektroner. 

En galvansk celle består av to poler, og mellom disse er en elektrolytt. Den negative polen oksiderer og det avgis elektroner. På den positive polen foregår en reduksjon, og de positive elektronene tas opp.
I 1836 laget den franske forskeren John Frederic Daniell den første galvaniske cellen, og den inneholdt en sinkstang i en sinkløsning og en kobberstang i en kobberløsning. Dette kalles en Daniellcelle, og denne avgir energi i form av strøm.

En galvanisk celle er to halvceller som er bundet sammen av en saltbro. Daniellcellen med kobber og sinkstaver er en galvanisk celle der sinkstaven er en halvcelle, og kobberstaven er den andre halvdelen. Saltbroen som binder sammen inneholder en saltløsning som leder strøm. Den er en elektrolytt, men den sørger kun for at strømkjeden er lukket. Den deltar ikke i reaksjonen som danner elektrisk energi.

Utstyr:

• 3 begerglass
• tørkepapir
• natriumsulfat
• kobbersulfat
• sinksulfat
• kobber og sink-elektroder
• multimeter
• ledning 

Fremgangsmåte:

Vi lagde to forskjellige løsninger i hvert sitt begerglass, ett med kobberløsning og ett med sinkløsning.

Så lagde vi en løsning av natriumsulfat i vann og rullet papiret før vi la det ned i løsningen. Dette gjør at vi får en saltbro. Så la vi kobberelektroden i sinkløsningen og sinkelektroden i kobberløsningen. Vi koblet elektrodene på ledninger som førte til et multimeter, slik at vi kan måle spenningen.

Deretter la vi saltbroen slik at begerglassene blir koblet sammen. Dette gjør at det går strøm mellom løsningene. Vi måler spenningen ved hjelp av multimeteret. 

Observasjoner

I første forsøk hadde vi en for liten saltbro, så vi fikk kun 0.2V utslag på multimeteret. For å fikse dette lagde vi en mer konsentrert saltløsning, og lagde papirrull av to ark. Dette gjorde at vi fikk høyere spenning, altså 0,5V. Vi ønsket å komme så nær potensialet til cellen, altså 1,1V, så vi tok tre ark med tørkerull og enda mer konsentrert saltløsning. Nå kom vi opp til 0,7 V.

Feilkilder

• forurensning i begerglass eller annet utstyr
• feilkoblinger
• feil utslag på multimeteret
• feil avlesning av multimeteret

Konklusjon

Vi kan produsere en Daniellcelle som produserer strøm, men siden vi ikke får den ren nok vil vi ikke kunne utnytte dens fulle potensiale. Allikevel har vi lært at vi kan lage en fungerende strømkrets.
Det som skjer i sink-halvdelen er at de avgir to elektroner: Zn --> Zn^2+ --> 2e-
i kobberhalvdelen tar kobberionene opp to elektroner: Cu^2+ --> 2e- --> Cu