Hallo, habe ein paar Fragen zum Daniell-Element. Die Haupt-Frage ist, wann lässt bei diesem Element deutlich die Spannung nach? Klar, wenn die Zn-Elektrode sich aufgelöst hat, geht die Spannung zurück. Aber es gibt bestimmt auch noch andere Möglichkeiten/Ursachen. Im Moment ist mir leider nicht ganz klar, welche Ionen in welche Richtung durch das Diaphragma bzw. die Salzbrücke wandern. Dort könnte es ja auch zu Konzentrationsverschiebungen kommen, die letztlich die Zellspannung verringern. (Und ja, heute ist Freitag und nein, ich bin kein Troll)
Hallo, Vorab: was jetzt kommt sind Vereinfachungen. Nicht das jetzt einer kommt und sagt: genau genommen... Außerdem habe ich das Wort "Salzbrücke" eigentlich nur in Schulbüchern gehört. Ich gehe also davon aus, das du Schüler bist. Korrigiere mich, wenn ich daneben liege. Durch die Salzbrücke "wandern" Anionen zum Ladungsausgleich. Im Fall des Daniellelements Sulfationen. Zur Abhängigkeit der Spannung bringt einen die Nernst-Gleichung schon weiter. Schau sie dir einfach mal genau an. T steht im Zähler, also doppelte Temperatur, doppelte Spannung. Vorsicht, Wissenschaftler messen Temperaturen absolut (in Kelvin). Im Daniellelement wird gesättigte Kupfersulfatlösung verwendet, daher kann deren Konzentration (Cred) als konstant angesehen werden. (Klar warum?) Es ändert sich also in erster Linie die Konzentration an Zink Ionen (Cox). Ich hoffe, damit ist dir etwas weitergeholfen.
Hallo digger! Das kann warscheinlich keiner beantworten, weil niemand ein Daniell-Element mehr hat. Eine Chance, Entladekurven zu finden, besteht eigentlich nur in der Recherche alter Veröffentlichungen in einer Uni-Bibliothek. Wenn Du eines selbst bauen willst, laß bloß die Salzbrücke sein, die erhöht den Innenwiderstand übermäßig. Besser ist ein großflächiges Diaphragma, wie in Wikipedia beschrieben. Rohe Tontiegel sind schwer beschaffbar, Du kannst Dir was ähnliches selber bauen: Zement mit ganz feinem Sand gut mischen und statt mit Wasser mit konzentrierter Kochsalzlösung anrühren. Die Mischung in den Zwischenraum zweier Rohre füllen. Statt Vollrohren wickelt man welche aus einigen Lagen Folie, damit sie nachher wieder entfernt werden können (Als Boden des Innenrohres die Kappe einer Sprayflasche). Nach dem Aushärten muß das Salz mit Wasser ausgewaschen werden (Chloridfrei waschen!) und es bleibt ein brauchbares Diaphragma zurück. Warscheinlich genügt das für das Element. Ein ganz feines Diaphragma (z.B. für Messung des Osmotischen Drucks) erhält man durch Bildung eines Films aus Kupfer-Cyanoferrat in den Poren. Tiegel In Kupfersulfatlösung stellen, innen gelbes Blutlaugensalz als Lösung. Danach auswaschen. Weiß ich aus der Literatur, aber noch nie gemacht. Du kannst jetzt die Entlade/Ladekurve selbst messen. Gruß - Werner
Minimalist schrieb: > Durch die Salzbrücke "wandern" Anionen zum Ladungsausgleich. Im Fall des > Daniellelements Sulfationen. Hallo, Danke für die Infos und Vorschläge! Lustige Idee mit dem Zementdiaphragma! Es geht tatsächlich um eine Hausaufgabe. Also die e- wandern über die Leitung von der Zn-Elektrode zur Cu-Elektrode. Die SO4-2--Ionen wandern im Gegenzug über die Salzbrücke vom Cu-Gefäß ins Zn-Gefäß (bei einem Diaphragma passiert vermutlich das gleiche). D.h., wenn im Cu-Gefäß von Anfang an nur wenige SO4-2--Ionen vorhanden sind, liefert die Zelle nur so lange Strom, bis keine SO4-2--Ionen mehr auf der Cu-Seite vorhanden sind?!?
Werner H. schrieb: > laß bloß die Salzbrücke sein, die > erhöht den Innenwiderstand übermäßig. Ja, die Salzbrücke verwendet man praktisch nur zu Meßzwecken. https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberf%C3%BChrungszahl Zum Zwecke der Energieentnahme ist es besser auf einige mV und die Salzbrücke zu verzichten, und statt dessen den Innenwiderstand der Zelle zu optimieren. digger schrieb: > Aber es gibt bestimmt auch noch andere Möglichkeiten/Ursachen. Die Konzentration der Zinkionen steigt, und die Konzentration der Kupferionen wird geringer. Die Konzentration der Feststoffe ist definitionsgemäß 1; praktisch auftretende Abweichungen davon werden in einem Aktivitätskoeffizienten, der hier Fugizität heisst, berücksichtigt.
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Jain. Auf der Kupferseite sind aber im er exakt so viele Sulfationen wie Cu2+ im Wasser ist. Man hat ja schließlich Kupfersulfat gelöst ;-) Für jedes Cu2+ was sich zu Cu(Metall) abscheidet, geht an der anderen Elektrode exakt ein Zn Ion aus dem Metall in Lösung (Zn -> Zn2+). Und ein Sulfation wandert über die Salzbrücke um die Ladung auszugleichen. Die 2 Elektronen nehmen den Weg über die Kabel. Dadurch würde die Kupfersulfatlösung immer dünner werden. Daher nimmt man hier eine gesättigte Lösung, wo noch ein ungelöster Überschuss drin ist. Das löst sich dann passend nach. Darum kann die Konzentration als konstant angesehen werden. Mit der Zeit wird aber die Zinksulfatlösung (nichts anderes entsteht nämlich an der Zn Elektrode) immer gesättigter. Das senkt die Zellspannung. Wenn ihr in der Schule schon so weit seid: Zum Berechnen stelltst du für beide Halbzellen die Nernst-Gleichung auf. Die Kupferseite brauchst du nur einmal zu berechnen. Die Konzentration erhältst du aus der Löslichkeit von Kupfersulfat(Internet) Auf der Zn Seite kannst du dann einmal verschiedene Konzentrationen einsetzen. Wenn du wissen willst, wann diese Konzentrationen erreicht sind: pro Amperesekunde fließt ein Coulomb durch die Zelle. Die Faraday-Konstante gibt dir Aufschluss darüber, wie viel mol ein Coulomb sind. Achtung, man kriegt 2 Elektronen für ein Zn-Ion. Hoffe das hilft dir weiter.
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